[发明专利]一种高钙有机溶液浓缩前的超声-热耦合阻垢预处理工艺

说明书

本发明提供一种高钙有机溶液浓缩前的超声‑热耦合阻垢预处理工艺，尤其适用于污泥处理行业中热水解工艺处理后的污泥液、垃圾渗滤液等，包括以下步骤：待浓缩的高钙有机溶液依次经过超声波处理、一次加热、二次加热处理，最后通过自动排气装置排出二氧化碳气体后完成阻垢预处理，进入浓缩工艺，所述超声波装置位于各处理阶段的最前端，自动排气装置位于各处理阶段的最后。本发明采用超声‑热耦合技术，综合利用超声波的空化作用、机械作用，结合换热和蒸汽加热的热作用，相互耦合，提高溶液流动性，降低溶液粘度，增加传热系数，被超声波处理和加热后的高钙有机溶液中的碳酸钙晶体均匀，晶型小，不易吸附在金属表面，同时溶液内部二氧化碳随溶液温度的升高和压力的降低而大幅降低，与其他不凝气体一起及时排出，阻断了碳酸钙盐的形成条件，进一步降低了后续浓缩过程结垢的可能，实现了高钙有机溶液浓缩前的阻垢预处理。

技术领域

本发明涉及一种高钙有机溶液浓缩前的超声-热耦合阻垢预处理工艺，尤其是适用于污泥处理行业中热水解工艺处理后的污泥液、垃圾渗滤液等，属于环保技术领域。

背景技术

高钙有机溶液主要产生于污泥热水解工艺处理过程，污泥在碱、热条件下水解反应，然后经固液分离，得到一种高钙碱性有机溶液。该溶液中钙镁离子含量高，硬度可达3000mg/L以上，大量钙离子与溶液中的酯类、糖类和氨基酸类结合，在溶液中主要以离子形态存在，部分钙离子与碳酸根存在于溶液中。该有机溶液在输送、浓缩过程中，碳酸钙和碳酸镁盐类随温度升高溶解度降低，结晶析出，附着在管道壁及蒸发传热壁面上。污垢的产生和积累，可导致管路堵塞、设备腐蚀加剧、换热效率降低等许多问题，结垢问题已成为此类有机溶液浓缩工艺不可避免的普遍问题，严重影响浓缩设备长期平稳运行。结合工程实践经验，浓缩设备内部溶液温度越高结垢现象越严重，换热设备一个月左右就需要清洗一次，进、出料管线也需3-6个月清理一次，频繁停机清洗，大大增加人工清洗维护工作量，大片析出的碳酸钙附着在传热壁面，传热效率降低，系统蒸发效率降低，能耗增大。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种高钙有机溶液浓缩前的超声-热耦合阻垢预处理工艺，采用超声-热耦合技术，对高钙有机溶液进行浓缩前预处理，利用超声波在流体介质中的空化作用加速钙镁离子的析出，同时将已析出的碳酸盐垢及颗粒杂质击碎，阻止结晶体附着在管壁上，配合热能作用，提高溶液温度，降低二氧化碳溶解度，析出的二氧化碳及时排出，从而减少碳酸盐垢的产生，以实现防垢、阻垢目的。采用本预处理工艺，可实现在线连续除垢，无需停机，无需拆卸管道，不影响正常生产，提高浓缩设备使用寿命，保证设备安全、平稳运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种高钙有机溶液浓缩前的超声-热耦合阻垢预处理工艺，包括以下步骤：

待浓缩的高钙有机溶液依次经过超声波处理、一次加热、二次加热处理，最后通过自动排气装置排出二氧化碳气体后完成阻垢预处理，进入浓缩工艺，所述各工段处理过程由原液罐、原液输送泵、超声波装置、冷凝水泵、冷凝水暂存罐、自动排气装置、二次加热装置、一次加热装置、管路、冷凝水存储罐组成，待浓缩的高钙有机溶液暂存在原液罐中，由原液输送泵通过管路输送至超声波装置，再经管路输送至一次加热装置进行预热，升温后由管路输送至二次加热装置再次被加热，然后由管路输送至自动排气装置排出二氧化碳后去浓缩；本步骤中，所述超声波装置位于各处理阶段的最前端，自动排气装置位于各处理阶段的最后。