Способ термического обессоливаниянакипеобразующих вод

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ф 4 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.02.79 (2!) 2728676/Z3-.26 (51)М с присоединением эаявкн М— (23) Приоритет—

С 02 F 1/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.05.81. бюллетень Й9 20

Дата опубликования олисаиия 30 . 0 5 ° 81 (53) УДК 663.635 (088.8) Г

1 1 (72) Авторы изобретения

В.A. Косяк и Ю.Н. Резников

Донецкий филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий че ной металл гии (73) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕССОЛИВАНИЯ

НАКИПЕОБРАЗУЮЩИХ ВОД

Изобретение относится к термическому обессоливанию сточных вод и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности в целях защиты природных вод от засоления сбросными продувочными, водами.

Известен способ термического обессоливания сточных вод, заключающийся в предварительном .концентрировании растворов в многоступенчатом адиабатном испарителе с последующей сушкой упаренного раствора до сухого остатка (1 ).

Недостатком способа являются большие затраты тепла на высушивание слабоконцентрированного упаренного раствора, поскольку повышение степени концентрирования ограничено появ лением твердых солевых отложений на теплообменных поверхностях испарителя.

Известен способ уменьшения накипеобразования в адиабатных испарителях путем введения в контур рецир-. кулирующего рассола затравочных кристаллов Е21.

Необходимым условием применения эатравочных кристаллов является химическое и кристаллографическое сродство вводимой затравки и кристаллов выделяемых солей,, например уменьшение сульфатных отложений, представляющих наибольшие трудности, достигается введением затравск из солей серной кислоты. . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ термического обессоливания накипеобразующих вод, включающий выпаривание в многоступенчатом адиабатном испарителе в присутствии затравочных кристаллов и рециркуляцию рассола последней ступени (31.

Предварительно подкисленную и дегази ованную морскую воду перемеши. вают с помощью мешалки с затравочными кристаллами сульфата бария, и по20 лученную взвесь вводят в рассол последней ступени, подаваемый на рециркуляцию через зону рекуперации тепла и головной подогреватель. Отработанные затравочные кристаллы осаждают в испарительных камерах и выводят из аппарата на отмывку холодным продувочным рассолом последней ступени, причем промывные воды отделяют от эатравочных кристаллов в системе

30 гидроциклонов и сбрасывают.

3 е

833550

Недостатками данного способа являются необходимость дозированного ввода в циркуляционный контур специально приготовленных противонакипных затравочных кристаллов, а также необходимость их регенерационной отмывки, что связано со сбросом сульфатсодержащих промывных вод в коли честве, эквивалентном содержанию сульфат-иона в исходной воде.

Цель изобретения — повышение сте10 пени обессоливания воды и снижение накипеобразования.

Поставленная цель достигается тем, что выпаривание ведут в восходящем потоке рециркулирующего рассола и в качестве эатравочных кристаллов используют кристаллы, образующиеся в последней ступени.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. 20

Исходную воду направляют в приемную емкость, откуда насосом.ее подают в холодильник и далее через конденсаторные трубы испарительных камер в голсвной подогреватель. Нагретый р5 раствор подают в нижнюю часть первой испарительной камеры, далее частично упаренный раствор из осветленного слоя перепускают в придонную часть второй испарительной камеры и т.д.

Из последней камеры упаренный раствор отбирают иэ слоя, содержащего взвешенные кристаллы, и подают в приемную емкость. Выделенные из раствора кристаллы солей в виде суспензии вы- 35 водят из испарительных камер и обезвоживают в центрифуге. Обезвоженную солевую массу направляют на утилиза-: цию или захоронение, а отделенный маточный раствор подают в приемную емкость, где смешивают с исходным 40 раствором и рециркулирующим раствором, содержащим взвешенные кристаллы.солей.

Кристаллизацию солей во взвешенном слое осуществляют путем созда- 45 ния в испарительных камерах восходящего потока перепускного рассола, для чего переток рассола из камеры в камеру производят из верхнего слоя рассола предыдущей камеры в придонную часть последующей. Возникающие в восходящем потоке пересыщенного рассола зародыши кристаллической фазы поддерживают во взвешенном состоянии и по мере укрупнения осаждают, а затем выводят иэ аппарата. Непрерывное возникновение зародышей обеспечивает стационарность процесса. Предлагаемый способ кристаллизации солей из раствора позволяет локализовать область пересыщения 60 раствора, в связи с чем уменьшается вероятность отложения солей на стенках испарительных камер.

Наличие кристаллов солей в рециркулирующем рассоле служит для уменьшения солевых отложений на теплопередающих поверхностях зоны рекуперации тепла и головного подогревателя и обеспечивается отбором рассола на рециркуляцию иэ взвешенного слоя кристаллов, выделенных в последней ступени. Взвешенный слой последней камеры содержит кристаллы всех солей, выпадающих из раствора данного ионного состава. Взвешенные в рециркулирующем рассоле кристаллы солей с положительным температурным коэффициентом растворимости по мере повышения температуры в контуре рециркуляции растворяются, повышая ионную силу раствора, в связи с чем повышается растворимость накипеобразующих солей, что является дополнительным фактором понижения накипеобразования в контуре рециркуляции, наряду с эффектом самозатравки.

Пример. Минерализованную воду с общим солесодержанием б г/кг раствора в количестве 100 т/ч подвергают обессоливанию в 20-ступенчатом адиабатном испарителе с головным по догревателем, обеспечивающим температуру рассола в первой ступени

1бООС; в последней ступени температура рассола 50ОС.

Состав исходной воды, r/êã:

CaSOy 2,1; СА(НСО )„ 0,4; NaCI 3,0;

Na, S0 0 5.

Исходную воду смешивают c: рециркулирующим потоком рассола, выходящего из последней ступени, и пропускают через теплообменники зоны рекуперации тепла и головной подогреватель. Отбор рециркулирующего рассола производят из взвешенного слоя кристаллов солей испарителя последней ступени. Вследствие этого рециркулирующий поток представляет собой раствор NaCI, Na S04 и CaSO эвтектического состава,В: NaCI 2$;

Na

Ма2 Б04 .

В процессе нагрева рассола в теплообменниках эоны рекуперации и головных подогревателях происходит растворение кристаллов солей с положительным коэффициентом растворимости (Na S04, NaCI) и кристаллизация

CaS04 H СаС03 на эатравочных кристаллах этих соединении, содержащихся в рециркулируемом растворе. Вследствие этого предотвращается образование накипи на поверхностях нагрева.

Из последней камеры упаренный рассол отбирают из слоя, содержащего взвешенные кристаллы, смешивают с.исходной водой и подают на рециркуляцию.

Выделенные иэ раствора кристаллы солей в виде суспенэии выводят из каждой испарительной камеры и обеэвоживают на центрифуге до остаточ833550

Составитель Е.Верхутова

Редактор Е. Папп Техред М. Коштура Корректор Н Швьщкая

Заказ 3909/19

Тираж 1007 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ной влажности 53. Обезвоженную солевую массу направляют на утилизацию или захоронение, а отделенный маточный раствор смешивают с исходной водой и рециркулирующим рассолом, содержащим взвешенные кристаллы солей.

В результате переработки 100 т/ч минерализованной воды получают

99,4 т/ч дистиллята и 0,6 т/ч обезвоженной солевой массы, подлежащей утилизации или захоронению. При этом ликвидируют продувочные воды и предотвращают накипеобразование в установке.

Предлагаемый способ позволяет достичь высокой степени обессоливания, кроме того отпадает необходимость в приготовлений и дозировке специальных затравок и химичес", ких реагентов для обеспечения беэнакипного режима выпаривания.

Формула изобретения

Способ термического обессоливания накипеобразующих вод, включающий выпаривание в многоступенчатом адиабатном испарителе в присутствии затравочных кристаллов и рециркуляцию рассола последней ступени, отличающийся тем, что, с целью повышения степени обессоливания и снижения накипеобразования, выпаривание ведут в восходящем потоке рециркулирующего рассола, и в качестве затравочных кристаллов

1О используют кристаллы, образующиеся в ,последней ступени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 1. Таубман Е.И., Бильдер 3.П.

Термическое обезвреживание минералиэованных промышленных сточных вод.

Л., "Химия", 1975, с. 92.

2. Дыхно А.Ю. Использование морс20 кой воды на тепловых электростанциях.

Mi "Энергия", 1974, с. 82.

3. "DesalinatIon", vol. 16, В Зр

June 1975 р. 261-269 (прототип).