1、通过引入 MVR 对脱硫废液提盐的改进摘 要：脱硫废液是焦化厂最难处理的废水，目前常用的蒸发方法虽然副产物有较高的经济效益，但运行成本更高每年还将为脱硫废液的处理提供较大的资金投入。本文以脱硫废液处理过程中能耗最高的蒸发浓缩工段为研究对象，将该工段改为 MVR 蒸发，通过压缩机压缩在蒸发过程中产生的二次蒸汽，使其压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用。整个过程无需消耗新鲜蒸汽，仅需电能即可维持，运行成本大大降低。 关键词：脱硫废液 运行成本高 MVR 二次蒸汽 节能环保 节能降耗，提高资源的利用效率，是解决能源资源不足的重要途径，也是保护环境的最佳手段。节能降耗要靠技
2、术手段和设备改进来实现，高新技术的广泛应用可以大量降低原材料、能源和水的消耗，减少甚至消除废弃物的产生。 一、脱硫废液处理的必要性 湿法焦炉煤气脱硫是目前国内很多煤气或焦化企业的主流工艺。2013 年 10 月我国焦炭产量达到 4026.31 万吨，同比增长 9.18%。2013年 3-10 月，我国焦炭产量总体保持增长，产量都在 4000 万吨左右，同时每月产生脱硫废液 1200 万吨左右，但是其脱硫废液因含有大量的硫氰酸盐、硫代硫酸盐和硫酸盐，不能采用生化等方法进行处理，而直接排放或喷洒到煤场，则会严重破环地下水，造成二次污染，并增加炼焦能耗，因此脱硫废液是焦化厂最难处理的废水。 二、工艺
3、说明及工艺流程 目前，在国内焦化厂大多以氨为碱源、采用双核酞菁钴磺酸铵（PDS）为催化剂脱硫。 （当然还有少数焦化厂采用以钠为碱源的脱硫工艺，如蒙西神华焦化厂，虽然副产物硫氰酸钠具有更高的市场价值，但提取过程中需要增加萃取、过滤、再次浓缩、结晶等单元操作，而且硫氰酸钠在萃取剂中的沸点升高较高，随着浓度的增加，甚至会达到 130-140，需要巨大的能耗，所以在此不作重点讨论。 ）在以氨为碱源的脱硫工艺中，当脱硫液在含盐量达到 350g/L 以上后，脱硫效率会降低，必须排放一部分，再补充新的脱硫液，排出的一部分则作为脱硫废液。脱硫废液主要含有硫氰酸铵、硫代硫酸铵，脱硫废液的大致组成如下： pH：
4、8.80 （NH4）2S2O3： 30 g/L NH4CNS： 150 g/L PDS： 0.1 g/L 脱硫废液不经处理即行排放，既浪费了物料，又严重污染了环境。因此，从脱硫废液中回收氨水和硫氰酸铵，从而消除脱硫废液对环境的污染是很重要的，同时，通过降低脱硫液中的含盐量还可以使脱硫工艺更加完善。氨水可以重新进入脱硫系统，硫氰酸铵又是很有价值的工业原料（2014 年约 4000 元/T） ，回收处理变废为宝，既可以提高经济效益，又可以解决脱硫废液对环境的污染。 脱硫废液提盐工艺大致如下： 脱硫废液首先进入脱色釜，同时加入活性炭并通过蒸汽加热进行脱色；脱色后的脱硫废液通过板框压滤机过滤掉活性炭后
5、进入蒸发釜，通过蒸汽加热、浓缩后，离心得到硫代硫酸铵，母液通过降温结晶，析出硫酸氢铵。同时还能回收大量的氨重新进行脱硫。 三、成本及效益分析 以某焦化厂产生 30 吨/天脱硫废液量（每天大约生产 3.5 吨硫氰酸铵，硫代硫酸铵 1.5）计算，设备等固定资产投资约为 300 万元，运行消耗如下： 1.化工料：活性炭，0.5 吨/天。脱色品种，大约 5000 元/吨。每年需要 5000 元/吨0.5 吨 300 天=75 万元。 2.循环水：结晶冷却水和冷凝器冷凝用水，500 吨/天（循环使用温度 10以下） ，运行费用忽略。 3.软水：晶体洗涤、真空泵运转用软水，20 吨/天，单价 6 元/吨。
6、每年需要水费 20 吨6 元/吨300 天=3.6 万元。 4.电：总装机容量大约为 220 KW，电价按平均 0.85 元/KWh。每年需要电费 220 KW24 h0.85 元/KW？h 300 天= 134.6 万元。 5.汽：脱色釜加热、真空蒸发浓缩、蒸发结晶用，50 吨/天，单价200 元/吨。每年需要蒸汽费用 50 吨200 元/吨 300 天=300 万元/年。（其中用于蒸发浓缩部分的蒸汽用量为 40 吨/天，每年需要蒸汽费用 40吨200 元/吨 300 天=240 万元/年。 ） 6.人工：每天 18 人进行工艺操作和设备维护（3 班三倒共需要 18 人），按每人/年 360
7、00 元工资计算，每年的人工费用为 36000 元/人12 人= 43.2 元。 7.设备折旧：设备资产折旧年限为 10 年。年折旧费 30 万元。 8.修理费：大修理费按折旧费的 20%计算，年大修理费 6 万元。 合计运行成本为 75+3.6+134.6+300+43.2+30+6 =592.4 万元/年。 产生效益方面，硫氰酸铵目前硫氰酸铵市场价为 4000 元/吨。每年硫氰酸铵产生的效益为需要水费 3.5 吨/天300 天4000 元/吨=420 万元/年。 硫代硫酸铵：目前硫代硫酸铵市场价为 50 元/吨。每年硫氰酸铵产生的效益为需要水费 1.5 吨/天300 天50 元/吨=2.2
8、5 万元/年。 合计效益为 420+2.25=422.25 万元/年。 通过计算对比我们发现，虽然副产物有较高的经济效益，但运行成本更高，因此对脱硫废液的处理还是需要每年一百多万元的投资的。但是仔细分析运行成本，我们会发现，其中成本最高的为蒸汽使用的成本，达到了年运行成本的一半以上。因此，我们把能耗最高的浓缩蒸发改为MVR 蒸发来降低运行成本。 四、MVR 技术简介 MVR 是机械蒸汽再压缩技术（mechanical vapor recompression ）的简称。MVR 是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。 从蒸发器出来的二次蒸汽被吸入压缩机，经压
9、缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水，用于给蒸发器进料预热。除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽。这样，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的 20 效；而且还省去了二次蒸汽冷凝器和真空系统等设备的投资。MVR 蒸发系统设备紧凑，占地面积小、所需空间也小。又可省去真空和冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽，供水能力不足，场地不够的现有工厂，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。 假设我们将该焦化厂的蒸发浓缩系统改为
10、MVR 蒸发，设备投资方面增加了压缩机及其附属设施约 200 万元，同时可省去二次蒸汽冷凝系统和真空系统设备的投资约 40 万元，所以设备投资增加 160 万元。根据经验，MVR 蒸发系统蒸发 1 吨水需要耗电 40kWh 左右，因此每年需要电费为：40 吨/天 40 KW？h0.85 元/KW？h 300 天 = 40.8 万元。 每年节省的运行费用为： 240 万元 - 40.8 万元 = 199.2 万元。 改造后的运行费用为： 592.4 万元 - 199.2 万元 = 393.2 万元效益 422.25 万元。 由此可见，改用 MVR 蒸发系统后，不仅可以在一年内回收设备投资，而且可以使脱硫废液处理项目成为盈利的项目，经济效益和社会、环境效益十分显著。 作者简介：秘英杰，1985 年生，男，河北张家口市人，汉族，工程师，学士学位，主修化学工程与工艺专业。
