陜西北元化工集團股份有限公司(以下簡稱北元化工)化工分公司100萬t/aPVC生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的工藝廢水中主要含有氯乙烯，其匯集至廢水收集槽后泵人廢水汽提塔，汽提出來的氯乙烯送至回收工序回收，塔底排水與PVC離心母液一起送母液回收處理系統(tǒng)，出水送到電石、乙炔裝置回用。100萬t/aPVC生產(chǎn)裝置工藝設(shè)計中有2套廢水處理裝置，單套處理能力為8m3/h。該裝置自開車投用以來，廢水出水中氯乙烯含量居高不下，且運行不穩(wěn)定，經(jīng)過對現(xiàn)有裝置在生產(chǎn)過程中存在的瓶頸問題進行分析總結(jié)，并通過技術(shù)改造，提升了廢水處理裝置的運行水平及出水水質(zhì)。
1、PVC生產(chǎn)工藝廢水處理的原理及工藝流程
(1)原理。
蒸汽通人廢水中，與廢水充分接觸，廢水中的溶解性氣體和某些揮發(fā)性物質(zhì)向氣相轉(zhuǎn)移，從而達到脫除水中污染物的目的。根據(jù)相平衡原理：一定溫度下的液體混合物中，每一組分都有一個平衡分壓，當(dāng)與液相接觸的氣相中該組分的分壓趨于零時，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于平衡分壓，則組分將由液相轉(zhuǎn)人氣相。
(2)工藝流程。
PVC生產(chǎn)工藝廢水經(jīng)工藝管線匯集至氯乙烯廢水收集罐，后經(jīng)廢水汽提進塔泵、廢水過濾器、板式換熱器進人廢水汽提塔中，通過廢水汽提塔底部上升的蒸汽與塔頂進人的廢水逆流接觸將廢水中的氯乙烯脫出，形成氯乙烯和蒸汽的混合氣體，再經(jīng)塔頂冷凝器將蒸汽冷凝回流人塔內(nèi)，而不凝的氯乙烯氣體經(jīng)分離器回收到氯乙烯回收氣柜再次回收利用，最后由廢水汽提塔出塔泵將脫除了氯乙烯氣體的廢水經(jīng)板式換熱器輸送至露天的聚合母液水處理系統(tǒng)。
改造前廢水處理裝置工藝流程見圖1。
2、原廢水處理裝置運行情況
2.1 裝置運行情況
在實際運行過程中，因廢水中夾帶少量的PVC樹脂，長時間運行后，汽提塔、板式換熱器內(nèi)部會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象而導(dǎo)致其通道變小，使汽提塔進水與出水不能很好地進行熱量交換。廢水汽提塔出水溫度一般為：Ⅰ期裝置90~100℃，Ⅱ期裝置100~110℃，而與其換熱后進廢水汽提塔的水溫一般為：Ⅰ期裝置50~60℃，Ⅱ期裝置30~40℃。因廢水汽提塔進水溫度偏低，廢水在其內(nèi)部不能很好地沸騰，造成汽提塔出水中氯乙烯含量達不到環(huán)保排放要求[廢水中氯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)在(30~80)x10-6]，具體數(shù)據(jù)見表1，且板式換熱器在實際運行過程中頻繁泄漏，存在冷熱料互串、檢修頻繁、檢修困難等問題，導(dǎo)致廢水汽提裝置不能連續(xù)、穩(wěn)定運行。
2.2 裝置控制情況
在運行過程中，廢水汽提塔進水流量、塔底液位依靠進塔流量計進行監(jiān)控，進塔流量若偏高，則出現(xiàn)塔底液位不穩(wěn)定、廢水在汽提塔沸騰不好、廢水中氯乙烯不易脫除的問題;進塔流量若偏低，則出現(xiàn)塔底液位不穩(wěn)定、進塔蒸汽浪費問題，且造成廢水汽提塔脫出的混合氣體不易在塔頂冷凝器冷凝。北元化工廢水汽提塔進塔流量計為浮子流量計，因進塔廢水壓力為0.4MPa，導(dǎo)致流量計內(nèi)浮子卡死在管線，使其計量不準(zhǔn)確，不便于操作人員對進塔廢水流量的曰常監(jiān)控，造成廢水汽提塔運行不穩(wěn)定。
3、優(yōu)化改造方案
3.1 裝置運行相關(guān)設(shè)備改造
拆除Ⅰ期裝置廢水汽提塔板式換熱器，更換為螺旋板式換熱器(換熱面積為150m2)，并將拆除的板式換熱器安裝在Ⅱ期裝置廢水汽提塔處，與Ⅱ期裝置未拆除的板式換熱器并聯(lián)使用，實際運行過程中開1備1。經(jīng)過改造，廢水汽提塔冷側(cè)物料與熱側(cè)物料能很好地進行熱量交換，進塔廢水溫度在90℃以上，廢水在汽提塔內(nèi)部能很好地沸騰，保證了廢水汽提塔出水中氯乙烯含量指標(biāo)滿足國家相關(guān)排放要求，Ⅰ期、Ⅱ期裝置廢水汽提塔實現(xiàn)了連續(xù)、穩(wěn)定運行。
3.2 裝置日?？刂频膬?yōu)化
由于廢水中含有易導(dǎo)電介質(zhì)，將廢水汽提塔進塔流量計由浮子流量計改造為電磁流量計，便于操作人員對進塔廢水流量的日常監(jiān)控，維持廢水汽提塔穩(wěn)定運行。
3.3 進水水質(zhì)的優(yōu)化
為了進一步優(yōu)化廢水收集罐進水水質(zhì)，防止廢水中夾帶的少量PVC樹脂進人廢水收集罐內(nèi)堆積堵塞，在廢水收集罐進水總管處增加分離罐，將廢水進一步沉淀分離。所有廢水經(jīng)分離罐后，固態(tài)物質(zhì)在罐內(nèi)沉淀，而清水進人廢水汽提塔進行氯乙烯氣體的脫除處理。
廢水汽提處理裝置廢水進水口增加分離罐工藝流程見圖2。
4、優(yōu)化改造效果
(1)通過將一套廢水汽提處理裝置板式換熱器更換為螺旋板式換熱器，同時在另一臺廢水汽提處理裝置增加備用板式換熱器，實現(xiàn)了廢水汽提塔連續(xù)、穩(wěn)定運行，保證了廢水汽提塔出水中氯乙烯含量滿足國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，具體數(shù)據(jù)見表2。廢水汽提塔經(jīng)過優(yōu)化改造，使含氯乙烯廢水得到了很好的處理與回用，降低了環(huán)境污染，改善了水資源的浪費現(xiàn)象。
(2)通過將廢水汽提塔進塔流量計由浮子流量計改造為電磁流量計，方便了操作人員對進塔廢水流量的日常監(jiān)控，使廢水汽提塔穩(wěn)定運行。
(3)通過在廢水收集罐進水總管處增加分離罐，將廢水進一步沉淀與分離，防止了廢水中夾帶的少量PVC樹脂進入廢水收集罐堆積堵塞，進一步提升了廢水汽提塔的運行能力。
5、結(jié)語
北元化工對100萬t/aPVC生產(chǎn)工藝廢水處理裝置進行的優(yōu)化與改造，取得了一定的成果，投用效果良好，并具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。廢水汽提塔經(jīng)過改造后，運行穩(wěn)定且控制便宜，出水指標(biāo)基本達到了國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。( >
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