主要內(nèi)容

　　一、概述

　　二、廢水“零排放”關(guān)鍵技術(shù)及裝備

　　三、總結(jié)與拓展

　　一、概述

　　1、農(nóng)林資源與農(nóng)林廢棄物

　　隨著世界范圍內(nèi)對化石能源的粗放型消費，化石資源逐漸減少

　　的同時對環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，而植物靠清潔的太陽能提供可再 生的纖維素等資源，因此，農(nóng)林資源的利用漸受重視。

　　農(nóng)林資源利用主要表現(xiàn)在提取纖維素，進而應(yīng)用于紡織和造紙，

　　我國年產(chǎn)植物纖維素約10億噸，同時產(chǎn)生了約20億噸的農(nóng)林廢棄物，

　　如何變廢為寶成為化學(xué)工作者們亟需解決的重要課題。

　　2、農(nóng)林廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)化

　　以制漿造紙為例，在提纖維素過程中，產(chǎn)生了大量的木質(zhì)素、 半纖維素及降解產(chǎn)物、游離氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、硅酸鹽等 廢棄物，這些物質(zhì)主要存在于造紙黑液、中段水和白水中，因此， 農(nóng)林廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)化的過程也以水為介質(zhì)分離這些化學(xué)物質(zhì) 的過程。

　　產(chǎn)業(yè)化循環(huán)經(jīng)濟與廢水“零排放”

　　二、廢水“零排放”關(guān)鍵技術(shù)及裝備

　　廢水“零排放”技術(shù)的核心在于分離純化技術(shù)，分離純化的關(guān) 鍵在工藝及設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟性。

　　廢水處理技術(shù)主要包括生化處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)、物理分 離技術(shù)；物理分離主要是（膜）過濾技術(shù)和蒸發(fā)技術(shù)。

　　這些技術(shù)同等重要，必須組合使用才能推動廢水“零排放”工 程的實質(zhì)性開展。限于會議議題及時間的關(guān)系，這里著重討論蒸發(fā) 技術(shù)及裝備。

　　1、黑液蒸發(fā)處理現(xiàn)狀及對策

　　廢水量大：文獻報道[1]我國年消費紙漿近億噸，其中約30%直接來源于農(nóng)林作物，平均每噸農(nóng)林作物紙漿產(chǎn)廢水150噸，其中30%為黑液。

　　成分復(fù)雜：黑液中含木素、半纖維素及降解產(chǎn)物、低聚糖等有 機物，游離堿、硫酸鹽、硅酸鹽，成分復(fù)雜、粘度高，蒸發(fā)器結(jié)垢 嚴(yán)重。

　　成本高：堿回收工藝蒸發(fā)濃縮后焚燒，能耗大，投資高，資源 浪費。

　　對策：析木素-膜分離預(yù)濃縮-MVR蒸發(fā)-干燥回收-水回用

　　2、蒸發(fā)工藝選擇、設(shè)備設(shè)計關(guān)鍵過程

　　黑液蒸發(fā)工藝及裝置經(jīng)歷了從單效到多效，從管式到板式，從 直接蒸汽加熱到采用零蒸汽消耗的MVR作為熱源的發(fā)展歷程，在工藝過程、設(shè)備形式上不斷與時俱進，取得了很好的效果。

　　這些關(guān)于工藝、設(shè)備的話題已經(jīng)討論了很多，然而從基礎(chǔ)物性出發(fā)，將基礎(chǔ)物性的研究及檢測應(yīng)用于工程化過程的討論相對較少。 今天我們討論的重點就是如何在設(shè)計之初就解決或預(yù)防工程放大后 遇到的結(jié)垢、堵塞等一系列問題。

　　3、設(shè)計依據(jù)及實驗?zāi)繕?biāo)

　　在蒸發(fā)過程中應(yīng)控制合理的有效傳熱溫差Δ T，所以設(shè)備投資

　　取決于換熱面積A；若要降低A就必須想辦法提高傳熱K，要提高K必 須提高熱側(cè)的對流傳熱系數(shù)a，要提高a就要提高u，而提高了u就會 增大系統(tǒng)的壓力降Δ P，從而提高泵功率導(dǎo)致浪費能源。

　　在尋找歐拉數(shù)與雷諾數(shù)平衡的過程中，結(jié)垢、結(jié)焦的因素不得 不考慮，而結(jié)垢主要原因在于硅酸鹽的累積和硫酸鹽的析出；結(jié)焦 主要因素是局部過熱，結(jié)焦會導(dǎo)致傳熱惡化和堵塞。

　　因此，試驗過程應(yīng)圍繞這些內(nèi)容展開。

　　實驗?zāi)繕?biāo)

　　ΔT（壓縮機溫升與固含量/鹽含量）

　　實驗?zāi)繕?biāo)

　　定壓比熱容（熱量衡算）

　　實驗?zāi)繕?biāo)

　　粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、密度（傳熱計算）

　　實驗?zāi)繕?biāo)

試驗裝置與過程

　　實驗?zāi)繕?biāo)

　　水質(zhì)指標(biāo)（工藝選擇）

　　哈希DR6000多參數(shù) 水質(zhì)分析儀 COD、氨氮、總磷、總鐵、硬度、濁度、Si.氯化物、硫酸鹽 等。

　　實驗?zāi)繕?biāo)

　　試驗臺試驗結(jié)果

　　實驗?zāi)繕?biāo)

　　中試試驗裝置

　　MVR板式蒸發(fā)中試裝置                    結(jié)晶中試裝置

　工程案例

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安徽格義循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園有限公司木素MVR板式蒸發(fā)裝置

　　三、總結(jié)與拓展

　　在農(nóng)林廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)化廢水“零排放”方面，目前來看***為關(guān)鍵的就是節(jié)能降耗技術(shù)，MVR板式蒸發(fā)工藝及裝置無疑是***理想的選擇，不過，在工程實踐中更為重要的是要深刻的掌握物料的基礎(chǔ)性質(zhì)，優(yōu)化各種參數(shù)之間的關(guān)系，更進一步講，應(yīng)做好各個工段間的銜接，使整個產(chǎn)業(yè)流程實現(xiàn)***佳的經(jīng)濟性能。

　　在蒸發(fā)器行業(yè)，單純的講提高設(shè)備效率是不科學(xué)的，一定要重視工藝及物性的研究、試驗，只有將二者有機的結(jié)合起來才能實現(xiàn)系統(tǒng)***優(yōu)。

　　推而廣之，不論是農(nóng)林副產(chǎn)物綜合利用產(chǎn)業(yè)化廢水“零排放”方面，還是在發(fā)酵廢水、制藥廢水、冶金廢水等各種工業(yè)廢水“零排放”和資源化利用方面，都需要從基礎(chǔ)物性入手，開發(fā)工藝、研發(fā)設(shè)備、完善系統(tǒng)，希望更多有實力的企業(yè)加大研發(fā)投入，加入到促進我國“綠色化學(xué)”遍地開花的隊伍中來。