222- 工业含盐废水浓缩蒸发器二次蒸汽丝网除沫器技术升级专用羽叶分离器技术方案

       本技术贴主要针对目前工业装置含盐废水减量化处理涉及到的浓缩蒸发器二次蒸汽净化，采用羽叶分离器对原有传统丝网除沫器技术升级方案进行分析讨论。

       在石油炼化、天然气处理、煤化工、化肥、制药、造纸、冶金、食品加工和环保行业企业运行项目中，公用工程的循环水装置高盐废水以及工艺装置副产含盐废水通常采用廉价酸碱中和调配后进行废水减量化处理对水和盐回用。除却需要指定回收转化特殊用途的盐，通常而言，而减量化处理前的废水含盐类别往往多以硫酸钠盐居多。

       在含盐废水减量化处理中所涉及到的浓缩蒸发工艺，往往采用MVR多效逐级浓缩蒸发器。在以往传统工艺技术的浓缩蒸发器二次蒸汽脱盐除沫，通常采用传统丝网除沫器，究其原因之一是限于当时技术认知沿用丝网除沫器，原因之二是丝网除沫器设计制造简单且造价低、投资省。但丝网除沫器在实际运行中就出现易堵塞、工况适应性差，导致二次蒸汽净化效果差、蒸发器连续运行稳定性差处理能力低等问题。

        曾有华中客户请我司采用羽叶分离器为其含盐废水减量化处理所涉多效蒸发器采用的丝网除沫器进行针对性技术升级改造。实际上，他们的原装置也就运行1年多，蒸发器顶部的丝网除沫器就逐渐结垢堵塞，当时装置又不能马上停产，就硬撑着继续开，结果把蒸发器顶部的丝网整个儿掀翻使蒸发器出现异响且二次蒸汽及凝液盐含量严重超标，才不得不停产技改。

      附图便是客户发来的其中之一蒸发器构造图纸：

羽叶分离器较之丝网除沫器有何优点？

       由上图可知，该废水蒸发器采用上下锥型封头，筒体直径DN5200mm，循环浆液进出口直径DN1300mm，二次蒸汽出口设置在上锥顶，尺寸为DN1000mm。二次蒸汽丝网除沫器设置在筒体顶部与上锥封头对焊焊缝线附近位置。丝网除沫器型号为行标SP150，直径DN4000mm。

       该蒸发器用于其中部基地四、五、六及MHP处理含有硫酸钠的废水。工作压力为-0.03MPaG，工作稳定90℃至110℃，含盐循环浆液密度1.5，见附图数据。

       正如大家所知，二次蒸汽主要随循环浆液从入口释出进入筒体，穿过丝网除沫器，上行至上锥封顶部，从二次蒸汽出口排出蒸发器。由于循环浆液入口管口径尺寸DN1300mm和二次蒸汽出口管口径尺寸DN1000mm，而筒体直径尺寸DN5200mm。绝大部分二次蒸汽在蒸发器内系统起于直径DN1300mm循环浆液入口管而止于直径更小的DN1000mm二次蒸汽出口管，期间二次蒸汽流场会有发展扩张，但不会发展到整个筒体横截面以及丝网除沫器全部截面，如附图红线范围所示，这通过CFD即计算流体动力学便可知晓。

        可见，传统蒸发器在筒体横截面布设丝网除沫器，实际只有局部横截面上有二次蒸汽通过，越靠近二次蒸汽起止端，二次蒸汽流场收缩越显著。因此，按照传统技术方式设计的丝网除沫器，很难使实际流场中的二次蒸汽处于稳定气液分离净化。

       羽叶分离器，正是针对流体在起止发展过程CFD特性克服传统气液分离技术及设备弊端而发展形成的高效精准动力学分离技术。
       羽叶分离器运行机制是：当挟带液滴的二次蒸汽接近羽叶分离元件，由于羽叶分离元件主流道和微流道特殊设计，在羽叶分离元件束内的含液气体经若干次动量变换和动能转换，两相流在包括径向离心力在内的矢量分离复合技术下，具有更大动能动量的重相质，强制脱离气流抛射撞击在羽叶分离元件湿表面上被液膜表面自由能高效捕获；然后，凝并到液相层流中排出羽叶分离元件组件。通过流体微元高速旋转、高效碰撞、微液滴聚结长大、矢量分离和表面自由能捕集等复合分离方式，成团的液体流至与气体方向正交且独立的二级微流道，并通过独立抗虹吸短路降液系统排送到罐体底部。NOVEL羽叶分离器，提供极高的去除液滴能力和更宽操作弹性，并主动气封避免气体因短路通过传统降液管而绕过羽叶分离元件导致的总体分离效率波动问题。

       羽叶分离器，相对于传统丝网除沫器的比较优势和特点如下：
1、处理气量大，适于大规模生产；
2、采用“一机一案”分离技术设计方案，通过精准动力学分离技术设计平台系统设计完成的羽叶分离器，能实现精准定量分离效率；
3、压降小，只有传统丝网分离器1/8~1/6，同工节能；
4、操作弹性空间大，可在15%~130%范围内高效运行；
5、设备尺寸，通常约为传统丝网分离器1/2~2/3，而针对相同尺寸的旧分离装置采用羽叶分离器技术升级改造后的产能提升30%以上；
6、对气流中携带的结晶颗粒物和蜡状粘性质具有超强耐受性，不堵塞，无备品备件，运行维护费用低。

      羽叶分离器，在蒸发器上的应用场合包括：
1、用于石油化工企业副产硫铵MVR多效蒸发浓缩结晶器二次蒸汽抗堵塞高效除沫分离器，如：己内酰胺项目工艺副产物硫铵溶液MVR二次蒸汽脱氮除沫、焦化气脱硫氨副产硫铵液多效蒸发浓缩结晶器二次蒸汽脱氮除沫器，防犯二次蒸汽挟带含硫含氮溶盐液滴液沫逃逸出MVR系统导致二次蒸汽凝液硫氮超标而使污水处理系统不堪重负、下游换热器和管线析出结晶堵塞腐蚀穿管污染循环水系统和腐蚀相关系统管线设备。
2、用于制盐制碱企业对稀盐碱液真空蒸发浓缩结晶装置二次蒸汽抗堵塞高效除沫分离，防犯二次蒸汽挟带溶盐液滴液沫逃逸出MVR系统导致二次蒸汽凝液盐超标而污水处理系统不堪重负、下游换热器和管线析出结晶堵塞腐蚀穿管污染循环水系统和腐蚀相关系统管线设备。

3、用于石油化工项目混合酸回用蒸发浓缩器蒸汽高效气液除沫分离器，如：烷基化反应排放混合废酸、磺化反应排放混合废酸、硝化反应排放混合废酸等回用蒸发浓缩器蒸汽高效气液除沫分离器，防犯强酸和盐液滴液沫被水蒸汽挟带逃逸出蒸发浓缩器，导致排放凝液PH值超标、下游换热器和管线腐蚀穿管污染循环水系统和腐蚀相关系统管线设备。
4、用于精细化工项目溶剂蒸发回收蒸汽抗堵塞除沫器，如：升膜、降膜、升降膜蒸发器处理热敏化合物溶液和聚合物溶液，防犯溶剂蒸汽挟带溶解有热敏化合物、聚合物的溶剂液滴液沫逃逸出蒸发器，附着聚集堵塞传统丝网除沫器及下游换热器和管线，导致装置处理能力下降、换热效率下降以及堵塞管线设备。

5、用于海水淡化装置含盐废水MVR多效蒸发浓缩结晶器二次蒸汽抗堵塞高效除沫分离器，防犯二次蒸汽挟带溶盐液滴液沫逃逸出MVR系统，析出结晶堵塞腐蚀传统丝网除沫器、下游换热器及管线穿漏污染循环水系统和腐蚀相关系统管线设备。
6、用于石油化工企业循环水排放含盐废水、酸洗钝化废水、电镀废水蒸发浓缩器二次蒸汽高效除沫分离。