一、丙烯腈工艺废水四效蒸发技术研讨概述

　　1.1蒸发的原理

　　蒸发是一种是可将富含不挥发溶质的溶液加热并使其中局部溶剂汽化并除去，从而增加溶液浓度的相变过程，是最根本的化工单元操作。四效蒸发是一种节能技术，该技术应用蒸发系统本身产生的二次蒸汽作为能源，减少了对外部能源的需求，而仅在第一效中耗费生蒸汽。

　　1.2效的含义

　　普通地，在多效蒸发过程中，我们将每一个单独的蒸发器及其蒸发过程称为一效。第一效蒸发器即是通入新颖加热蒸汽(即生蒸气)的蒸发器，从第一效蒸发器的出来的二次蒸汽被紧缩机紧缩，温度和压力进步，热焓值增大，然后送入下一效蒸发器的加热室作为加热蒸汽运用，该蒸发器即为第二效。三效、四效依此类推。四效蒸发即有四台蒸发器，除了第一台蒸发器采用了新颖蒸汽，其他蒸发器的加热蒸汽均是二次蒸汽，且均来源于前一台蒸发器。运用四效蒸发的目的是使能源(即蒸汽)得到再应用，降低能耗，进步经济性。

　　1.3流程概述

　　某260kt/A丙烯腈工艺废水四效蒸发浓缩工艺流程表示图如图1所示。该工艺废水温度113℃，操作压力600kPa，流速7148.1kg/h，且丙烯腈聚合物(C6H8N2O计算)含量816kg/h。经过四效蒸发操作系统，大局部工艺水可被回收，而只要一小局部废水被送入焚化炉或生化处置系统。请求废水中有至少83%的水分可以被蒸发掉，冷凝后的纯洁水可作为消费过程中的循环水运用，浓缩液中丙烯腈聚合物的质量浓度可到达5.9%以上。

　　从上图能够看出，该四效蒸发系统在真空中运转，并流操作。首先是包含重组分的废水被送入第一蒸发器，同时新颖蒸汽被送入以加热其中的废水，并将产生的二次蒸汽引入第二台蒸发器，使第二效的废液在比第一效低的温度下蒸发，该过程将依次实行到第四蒸发器浓缩后的废水由残液泵送到废水燃烧系统，第一、第二、第三、第四蒸发器蒸出的二次蒸汽经冷凝、汽提后送回丙烯腈安装再应用。

　　应用化工流程模仿软件对该工艺过程实行模仿研讨得出最终浓缩液中丙烯腈聚合物(C6H8N2O)的质量分数为5.98%>5.9%，满足废水的别离请求。原废水中水含量为：75148.1-816=74332.1kg/h，经过四效蒸发工艺蒸发后的水量为：124144kg/h，则蒸发率为(74332.1-12414.4)/74332.1=83.3%，到达工艺请求。

　　故得出：由于丙烯腈工艺废水四效蒸发中第二、第三、第四效蒸发器的热源均来自于前一台蒸发器的二次蒸汽，俭省了一定量的生蒸汽，降低了安装的能耗。

　　二、新技术、新安装在丙烯腈工艺废水四效蒸发技术中的应用

　　随着当代化工对丙烯腈的需求越来越高，研讨者们开端在原有办法上实行工艺改良以及一些新安装研讨，以此来提升丙烯睛工业废水处理才能，减少处置本钱。

　　2.1膜别离在四效蒸发中的应用

　　膜别离技术是一种当代新的别离技术，具有别离条件温和，无相变和化学变化，选择性好，能耗低，消费本钱低等优点。因此被应用于如药学以及与食品、化工、冶金、环境维护等行业。王华同等人经过研讨比照化学氧化法技术，铁炭微电解法技术，混凝法技术，四效蒸发技术四种技术对丙烯腈废水实行了预处置，得到研讨结果显现只要四效蒸发法预处置后的废水满足膜别离的进水请求。

　　经过四效蒸发浓缩技术实行预处置过后的废水，再用膜别离技术的反浸透处置，经过调理废水的酸碱度，及采用不同的别离膜展开比照研讨，得丙烯腈工业废水的除CN-率取得了极大的提升，而且在处置的过程中防止了二次污染。能耗低，资源耗费少，到达了一个节约本钱的效果。所以选用四效蒸发浓缩技术与膜别离技术相互交融来妥善处置丙烯腈废水应是当前化工行业一个被普遍应用的方式。

　　2.2热力蒸汽再紧缩(MVR)

　　机械式蒸汽再紧缩技术是一种新型的蒸发节能技术，节能效果明显，但是其关键技术主要被国外控制，目前普遍应用于饮料、食品、化工等行业。随着近几年我国开端有许多学者开端研讨该技术的可行性与经济学剖析，我国一些企业开端应用该技术，因此该技术在我国具有一个良好的开展前景与空间。与传统四效蒸发相比，可以进步制热效能，使蒸发量大，减少换热面积，进步蒸汽应用率。

　　MVR技术替代多效蒸发，气液别离是其中关键的设备之一。李凯等人经过剖析比照重力沉降别离器，惯性别离器，管柱式气液别离器，旋流板式气波别离器等几种常见气液别离器的构造和特性，同MVR处置技术相分离，由于管柱式气液别离用具有构造简单，造价低，应用前景普遍，以及在MVR技术中能更好的应用它的优势，最后选择管柱式气液别离器实行研讨。模仿了进料温度，紧缩比对整个蒸发浓缩过程的影响，并且研讨了最佳别离器的柱体高度，当其不小于1000mm时，别离效果较好，基于这个研讨，工业上能更好的设计出别离器，使得能愈加容易与丙烯腈废水处置分离。丙烯腈废水处置量有所进步，并且降低其处置本钱。

　　2.3闪蒸-降膜式蒸发器

　　高浓度、高粘度、高热敏性的物料运用降膜式蒸发器实行蒸发浓缩，能到达一个较好的别离效果，并且降膜式蒸发用具有蒸发才能高、消费本钱、低能源耗费低、构造简单、连续操作时较稳定、处置量大、真空低温操作、物料停留时间短和保证物料不变性特性和优势，并且真空低温操作。丙烯腈废水的处置恰恰是一个低温真空下的操作且该废水属于热敏性物料，故降膜式蒸发器更合适应用于丙烯腈废水四效蒸发处置的过程中。但是把降膜式蒸发器应用于MVR丙烯腈废水研讨报道却是极少。

　　郝帅等人经过运用现代化工设计软件，对降膜式蒸发器的构造实行设计以及研讨其性能。研讨结果显现降膜式蒸发器应用于MVR技术能大大的节约能源的耗费，并且浓缩使丙烯腈废水中有害物质的含量大大降低。研讨结果还显现出最佳的壳程流场平均性的导流筒，和最适宜的布膜器以及最佳成膜位置的设计，对其关键的构造叶轮实行了设计。基于上述设计的结论，能够更好的设计降膜式蒸发器，把其应用于丙烯腈废水处置过程中，能到达一个很好的处置污水效果，根本完成零排放。

　　三、结论

　　随着国度对环境维护的注重，化工行业废水的排放规范也越来越高，因此丙烯腈工艺废水的排放规范曾经成为限制企业消费丙烯腈开展的重要要素。论文综述了丙烯腈工艺废水处置的各种办法和新技术、新安装与丙烯腈工艺废水四效蒸发处置技术相分离的运用，同时重点阐述四效蒸发处置工艺，经过蒸发浓缩处置，不只浓缩的液体原料能满足随后的处置站的请求，而且节约了大量的水和水蒸汽的量，整个工艺具有节能降耗的意义。