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        WATER MAZE-WB水中焚燒式廢水蒸發濃縮設備
                        美國WATER MAZE WB系列水中焚燒式高濃度廢水蒸發濃縮設備概述
         
         由我公司于2000年7月獨家引進(以2000年深圳全國節能會議亮相為標志)、由美國WATER MAZE公司制造的尖端實用產品:水中焚燒式高濃度廢水蒸發濃縮裝置,先后被中國500強:安陽ACBC、鄭州ANFEI、跨國公司GM-Daewoo青島通用大宇汽車、北京現代汽車摩比斯Mobis公司等全國大中型企業集團成功應用于治理高濃度電鍍廢水、機加工冷卻廢液、高濃度VOC廢水、膜分離濃縮液等工程領域以來,業已轉入在全國范圍內的普及應用階段(注: 世界110多個國家和地區業已應用上萬套以上)。
        何為WB廢水蒸發濃縮裝置(Why it is called WB) ?
        把含有水份且其他工藝難以作最終根治處理的工業廢水,直接噴射在燃燒中的火焰中,使廢水中所含的揮發性有機物(VOC)及其它污染物在1050度燃燒管內(浸沒于功能槽液體之中)焚燒裂解,分離出水分和單體化合物。分離出的水分轉化為水蒸氣與含在其中的微量單體化合物等氣體污染物一道被排放到大氣中, 焚燒后的碳化物(固形物) 則通過下端的污泥倉以及后置脫水裝置而形成固體垃圾。其工作原理是:
        一定量的燃氣(NG,PG)在浸沒于功能槽液體中的燃燒管內點火后管內溫度高達1050度,將流體(廢水)噴射到火焰中使流體瞬間氧化與汽化。汽化后的水蒸氣和殘余熱煙氣(含CO、NOx、SO2等單體化合物,具體污染物質視進水組分而定)被強力溶入功能槽燃燒管外沸騰中的液體中, 并與燃燒管外的水蒸汽匯合經氣泡粉碎器和濾網而排放到大氣中(注:根據用戶需要,可通過熱交換裝置或冷凝裝置的特殊設計,將水蒸汽余熱加以利用或冷凝水回用。但,冷凝水水質將取決于進水組分以及2次凈化系統功能),其濃縮后的污泥液經脫水后按固體垃圾處理即可。
        在1050℃的高溫下水份以外的揮發性有機污染物被高溫氧化分解,重金屬和其他固形物經高溫氧化而成為碳化渣、污泥和粉末,在自重作用下墜落到功能槽底部錐形污泥倉(經污泥泵定期泵入指定污泥槽后隨時脫水處理即可)。污泥發生量可通過TDS、SS或全鹽度的ppm量計算得出。由于燃燒管內間斷性廢水噴射與高溫焚燒和燃燒管外連續高效的水分蒸發協調進行,所引發的熱傳導連續不斷地把熱量傳遞給周邊廢水使水份在極短時間內汽化成水蒸汽,并通過微型氣泡粉碎器而被排到大氣中。
         WB廢水蒸發濃縮裝置特點(The product features of WB unit):
        1.裝置精巧、占地極少;      2.數字控制,自動化操作;       3.使用無污染燃氣,可防止大氣污染 ;
        4.使VOC等揮發性污染物經高溫焚燒裂解為單體化合物后與水蒸汽一道排放到大氣的方式而被除掉;
        5.對VOC等揮發性污染物的處理效果非常顯著。
         WB廢水蒸發濃縮裝置的適用范圍(The application area of WB):
        1.膜/生化法/物化法等工藝很難處理的高濃度廢水;  2.采用一般蒸發濃縮裝置或鋼桶干燥機的企業 ;
        3.含有揮發性有機物VOC的高濃度廢水 ;           4.空間狹小,不便安裝或要求自動化操作的企業 ;
        5.希望以最少的費用求最大廢水處理效果的企業 ;   6.計劃減少各種委托處理費用的企業 ;
        7.在環境改善和保護方面欲做出貢獻的企業;        8.欲創建廢水零排放、根治高污染的各種工程場合.
         可有效處理的污染物(The contamination in effect of treating with WB),有:
        1. 重金屬(Heavy Metal): 1).砷 2).鋇 3).鎘 4).鉻 5).鉛 6)..鎳 7).硒 8).銀 9).水銀.
        2. 其它化合物(Chemicals):1).氯化物   2).硝酸鹽  3).硫酸鹽  4)磷酸鹽  5) 動植物/礦物油脂及乳化廢液
        3. 60種揮發性有機物質(VOCs):
        01)苯         11)氯苯           21)1,2-氯苯        31)1,3-二氯丙烷    41)萘               51)1,1,2-三氯苯
        02)溴苯       12)氯乙烷         22)1,3-氯苯        32)2,2-二氯丙烷    42)N-丙基苯          52)三氯苯
        03)溴氯乙烷   13)三氯甲烷        23)1,4-氯苯       33)1,1-二氯丙烷    43)苯乙烯            53)三氯氟乙烷
        04)溴二氯乙烷 14)氯代甲烷        24)二氯二氟       34)順1,3-二氯甲烷   44)1,1,1,2-四氯乙烷  54)1,2,3-三氯乙烷
        05)溴仿       15)二氯甲苯       25)1,2二氯乙烷     35)反1,3-二氯甲烷  45)1,1,2,2-四氯乙烷  55)1,2,4-三甲基苯
        06)溴乙烷     16)四氯甲苯       26)1,1二氯乙烷     36)乙基苯          46)四氯乙烷          56)1,3,5-三甲基苯
        07)N-丁基苯   17)二溴氯乙烷     27)1,2二氯乙烷     37)六氯丁二烯       47)甲苯             57)乙烯基氯化物
        08)仲丁基苯   18)1,2-二溴3-丙烷 28)順)1,2二氯乙烷  38)異丙基苯         48)1,2,3-三氯苯     58)鄰二甲苯
        09)特丁基苯   19)1,2-二溴乙烷   29)反1,2二氯乙烷   39)對-異丙基甲苯    49)1,2,4-三氯苯     59)間二甲苯
        10)碳四氯化物 20)二溴乙烷       30)1,2二氯丙烷     40)亞甲基氯化物     50)1,1,1-三氯苯     60)對二甲苯
        WB蒸發濃縮裝置是世界唯一技術(The WB unit is uniquely Technology in worldwide):
        眾所周知,大部分焚燒設備采用爐膛式噴射干燒的熱傳導方式,而大多數加熱、蒸發、濃縮裝置采用間接熱傳導方式,從而導致了30%以上的熱量從煙囪中排出,還把大量未來得及焚燒裂解或化學改變或濾掉的污染物直接排放到大氣中(如下圖-1所示)。
                              
             《圖-1. 水中加熱管的間接熱傳導方式》      《圖-2. 水中燃燒管內直接接觸型熱傳導方式》
        但,WB蒸發濃縮裝置,作為采用焚燒新技術的唯一設備,卻能很好地克服上述傳統蒸發濃縮工藝所存在的各種缺陷。這種水中焚燒方式,把燃燒管浸沒在水中Submerged Combustion(如上圖-2.所示),將廢水經特定管路移送到燃燒管的同時把液體直接噴射在燃燒管內1050℃高溫火焰中,是火焰與廢水的直接接觸式熱傳導方式(簡稱燃燒管技術),其熱傳導效率為99.9%。所以,就熱傳導效率而言,任何傳統的焚燒、加熱、蒸發、濃縮方式都無法與WB技術相提并論。不僅如此,由于高溫氧化(指焚燒)產生的熱煙氣被強力推進到燃燒管外沸騰中的液體之中,并溶解在其中繼續傳熱 (注:即不像傳統蒸發濃縮裝置那種熱源與液體之間的間接接觸,也不像焚燒爐那樣通過煙囪將爐膛中干燒廢水所產生的煙氣直接排放到大氣中)。所以,它具有幾乎100%熱效率的同時,最終向大氣釋放99.95%組分為水蒸汽的無污染氣體(含微量公害性單體化合物)。而且,在高溫氧化與連續蒸發過程中也不發生因殘留物粘附在熱交換器或部件表面而導致的斷熱現象或因此而造成熱損失。為此,
        若進水中的VOC和容易揮發的污染物組分及其濃度事先能得以有效監控,并保障設備優良性能正常發揮的條件下,由于非常高的溫度始終保持在燃燒管內并連續傳遞到燃燒管外沸騰的液體之中、且焚燒后的煙氣并非直接排放,因此,使石化、化工、制藥、機加工等行業產品在生產過程中產生的揮發性污染物(通常為鏈烴或芳香烴類)及其焚燒裂解后的單體化合物得以氣體達標處理或不存在氣體排放不達標問題;燃燒管外的廢水則借助燃燒管的熱傳遞而始終保持沸騰的蒸發濃縮狀態,所以,使燃燒管內焚燒所產生的高熱量還得以連續利用。
        ☆ 釋放氣體的環境制約
        通常含極微量公害氣體的釋放氣體不超過當地國公害氣體排放濃度標準。而微量公害氣體的排放總濃度通常在0.05ppm以下。所以,就設備正常運行所排放的微量公害氣體而言,截止目前為止,在世界110多個國家和地區使用中未曾發現或出現過其排放受當地國環境制約的先例。
        ☆ 殘余物處理
        蒸發殘余物若屬于一般固形物,可作固體垃圾處理可符合當地固體垃圾排放規范。蒸發殘余物一般為總廢水量的1%-5%。但,為使蒸發濃縮處理更為有效、使淤泥便于從設備功能槽內及時排出,必須通過設備的循環周期設置將槽內濃縮的淤泥濃度調節為<30%(含水率>70%)的易流動液體狀態為宜。否則, 濃縮淤泥因其粘性過高而失去流動性、且很有可能使大部分固形物將黏附在設備槽內。同時,為創建廢水零排放系統,建議將收集到的污泥殘液經脫水裝置處理為含水率<65%的固體垃圾的同時,將脫水后的母液返送至廢水集水池內、經平衡槽再送入本系統作循環處理為宜,以創建廢水零排放系統。
         
        ☆ WB蒸發濃縮設備(燃氣)規格參數
         
        型    號
        WB-120A
        WB-50A
        燃氣種類
        PG/NG
        PG/NG
        燃氣耗量
        燃氣表面壓力
        289,022 Kcal/hr
        0.14~0.7 kg/cm2
        143,881 Kcal/hr
        0.14~0.7 kg/cm2
        功能槽容量(升)
        689
        326
        電源(中國用戶50Hz)
        220V/1ph/22A
        220V/1ph/11A
        燃燒管材質(標準設計)
        功能槽材質(標準設計)
        316L SS(12 ga)
        316L SS(12 ga)
        316L SS(12 ga)
        316L SS(12 ga)
        蒸發量  (升/小時)
        454
        227
              壓縮空氣流量, 壓力
        0.284 m³/m, 4.2~7.0 kg/cm2
        0.284 m³/m, 4.2~7.0 kg/cm2
        廢水/燃氣/壓縮空氣/排氣管
        DN 25/40/20/300
        DN 20/25/20/250
        接地電阻
        < 4Ω
        < 4Ω
        鼓風機參數
        2套x 2.5HP,3450rpm,365m³/hr
        1套x2.5HP,3450rpm,365m³/hr
        控制方式
        Digital
        Digital
        尺寸L/W/H
        203 x 140 x206 cm
        192×81×206 cm
        凈重/裝船重量
        768 / 885 kg
        406 / 487 kg
        注:以上是標準材質316L為例,若氯根等腐蝕介質濃度高于1000ppm時,就燃燒管、功能槽關鍵部件,應采用AL6XN高級不銹鋼為宜,盡管因此將導致設備價格上升約15%-25%.
        ☆ 蒸發濃縮裝置材質選擇標準
        蒸發濃縮裝置,不僅要考量蒸發量、鼓風量、點火及噴射方式、熱效率以及濃縮倍數等工藝參數,更要優先考量關鍵件抗腐蝕強度、設備安全和品質因素。對于任何一種蒸發濃縮裝置而言,抗廢水毒素的耐化學腐蝕性質是選材的首要條件。若廢水成份為酸(或堿)性條件下,將含水率90%以上的廢水濃縮為若干倍數時(最高達1/20倍),其酸(或堿)性濃度也急劇增高,使關鍵件焊接部位和濕潤部分同溫度影響一起急劇被腐蝕,因而使裝置的產品使用周期壽命縮短,而且給日后的長期穩定運行帶來很大的安全隱患。為此,根據廢水酸(堿)性成份及濃度, 本WB設備的材質選擇依據是:     
                                                        材    質        Clˉ氯化物限度
                                                        SUS316L        1×103ppm
                                                        復合結構        5×103ppm
                                                        AL6XN          40×103ppm
         
         ☆ 蒸發濃縮裝置的主要構造和各部功能:
        名稱
        功能
        水蒸氣過濾裝置(Filter Pad)
        用于水蒸氣過濾排除.
        超細粒型氣泡粉碎器
        (Micro-Bubble Shrouds)
        使受熱蒸氣和氣泡在通過超細粒型氣泡粉碎器時被分解及細粒化,并通過擴大氣泡表面積使蒸發能力最大化。
        浮子開關裝置(Float Switch Assembly)
        自動檢測和調節蓄水槽水位、以保障功能水槽所需供水源。
        附設溫度計(選擇件)
        可在外部觀測到蒸發處理溫度。
        廢水流量計量器(選擇件)
        計量廢水處理量、確認廢水泵出量,并通過適當調整閥門可使蒸發效果最大化。
        燃燒確認口(SpargerTubeSight Glass)
        確認燃燒管內的燃燒狀態,并設計成極易在外部清除燃燒管雜垢
        補充水自動逆止閥(Toggle Valve)
        往功能水槽內補水過程中通過一定量的流動后可防止逆流
        火焰監視裝置(Veri-Flame Monitor)
        通過感應裝置可掌握自 點火初期 到 燃燒及燃燒后的全過程
        燃氣電磁閥(Gas Solenoid Valve)
        靜速開啟、快速閉鎖的燃氣供給主閥門。
        管道噴射型燃燒器(Tube Jet Burner)
        作為尖端的工業用噴射燃燒器,液化石油氣和天然氣均可以使用。
        通過火焰在整個燃燒管內傳遞,使污染物和揮發性有機物VOC在過熱的燃燒溫度中氧化裂解。
        點火裝置(Ignition System)
        作為高壓變壓器,保證燃燒器的點火。
        3點液位感應器3Point SensorCapacitance
        自動檢測功能水槽內高/正常/低水位,控制廢水填充泵、燃燒器的開啟和停止
        紫外線點火監控裝置
        (UV-Scanner)
        在燃燒運行中憑此紫外線點火監控裝置監控燃燒狀態。當點火不良或燃燒不完全時,通過其動作的有關程序控制或自動停止燃燒裝置。
        空氣注入調節裝置
        (Adjustable Excess Air)
        系追加空氣注入裝置。追加注入的空氣被噴射在燃燒管內后可提高蒸發效果,并使過熱氣體傳遞到燃燒管外的功能槽存水中。
        廢水火焰噴射裝置(選擇件)
        (Wastewater Flame Injection System)
        高壓噴嘴式廢水火焰噴射裝置,且易維護。
        燃燒管
        (Sparger Tube)
        由SUS316L(標準)或AL6XN(特殊) 耐腐蝕性材質制成,具有焚燒廢水、均勻傳遞殘留熱氣體于功能槽存水的功能。
        功能水槽隔離板
        (Water Tank with Baffles)
        為使濃縮污泥容易流動到以 SUS304(標準)或 316L(特殊)耐腐蝕性不銹鋼制成(設在功能水槽底部),有8º傾斜度隔離板可防止過速流動或滯流。
        燃氣壓力開關 (Gas Pres's /w)
        燃氣壓力不均衡時,發揮自動切斷燃氣的功能。
        燃氣調節器 (Gas Regulator)
        根據燃燒器的負荷變動,自動調節燃氣壓力的安全裝置。
        高/低壓空氣開關(High-LowAir Switch)
        作為安全監控裝置,當注入空氣流量和壓力不穩定時,自動停止設備運行。
        表針式壓力監控表(選擇件)
        Photohelic pressure
        作為追加的安全監控裝置,設在排氣管根部用來監控通過薄霧過濾器的釋放氣壓力的大小。當釋放氣通過壓力超過預定值時,自動停止設備運行。
        污泥泵(不銹鋼)AirDiaphragmPump
        系離心泵,在負荷發生變動時通過自動閥門自動調節泵的流量。
        鼓風機(Blower)
        為燃燒器推入強力空氣
         
        ☆ 蒸發濃縮裝置的安全裝置(獲得 UL、ETL、C-TECH 認證)
         
        分類
        內容
        ① 高/低壓燃氣壓力感應器及自動控制裝置
        低壓 305mmH2O , 高壓 1530mmH2O
        ② 鼓風機的送風量自動控制裝置
        據MANO METER 儀器而設置.
        ③ 燃氣主供應閥門
        依據 PRE/POST PURGE安全裝置,當燃燒過程自動被停止、且燃氣閥門
        處于開啟狀態時,防止爆炸的自動控制裝置。
        ④ 功能槽低水位時燃燒器自動停止裝置
        可防止因液位過低而造成功能槽過熱。
        ⑤ 紫外線掃描監控器
        作為紫外線點火監控裝置,點火狀態不良時將自動關閉燃燒器。
        ⑥ 排出蒸氣過熱時自動感應裝置
        當水蒸氣溫度超過105℃時自動停機(因燃氣供應過大而致的內溫增加)。
        ⑦ 功能槽的溫度過熱時自動感應裝置
        因泡沫過多而致的功能槽溫度過熱時 (實測低液位,但感應為高水位)。
        ⑧ 泵過熱時自動停止或自動恢復裝置
        當超過泵的揚程負荷或因異物混入而超負荷時,可自動停止。
         
        ☆ 兩類不同蒸發濃縮技術的熱消耗比較
         
         
        WB系統
        其它系統
        加熱方式
        水中焚燒式submerged combustion
        間接接觸傳熱indirect contact heating
        熱效率
        99.9%
        70%
        1升水升溫1000C所需熱量
        200C-1000C(液體)
        80,080 cal
        114,286 cal
        1000C(液)-1000C蒸氣
        539,540 cal
        770,000 cal
        200C-1000C蒸氣
        619,620 cal
        884,286 cal
        裝置特點
        1.與火焰直接接觸, 熱傳遞為100%.
        2.因燃燒管埋在水中且與水常接觸狀態,無燃燒管沉積現象。
        1.蒸發愈多、燃燒管沉積越大; 2.過多沉積附在燃燒管,易熱膨脹而導致燃燒管破裂; 3.大量過熱氣體需要排出
         
        ☆ 熱效率比較計算:
        a.20℃,1升純水加熱到100℃發生氣化時所需要的熱量計算:
        Q=Cm△T (C:水的比熱  1cal/g.℃ m:水的質量 △T:溫度變化量 )
        ①20℃液體     100℃液體Q=水的氣化熱×水量=1 cal/g×1L×1000g//L×(100-20℃)=80,000 cal
        ②20℃液體     100℃蒸氣Q=水的氣化熱×水量=539 cal/g×1L×1000g//L=539,000cal
        ∴總熱量539,000+80,000=619,000cal/L
        b.WB系統時
        ①20℃液體     100℃液體Q=1/熱效率×Q'=1/0.999×80,000cal=80,080 cal      (99.9%=熱效率)
        ②20℃液體     100℃蒸氣Q=1/熱效率×Q'=1/0.999×539,000cal=539,540 cal 
        ∴總熱量539,540+80,080=619,620 cal
        c.一般鍋爐時
        ①20℃液體  100℃液體Q=1/熱效率×Q'=1/0.70×80,000cal=114,286cal            (70%=熱效率)
        ②20℃液體     100℃蒸氣Q=1/熱效率×Q'=1/0.70×539,000cal=770,000cal 
        ∴總熱量770,000+114,286=884,286 cal
        所以, WB619,620÷鍋爐884,286×100=70.07%, 即, WB系統與一般鍋爐相比, 能節約29.93%的能量。
        ☆  WATER MAZE WB系列蒸發濃縮設備(燃氣)外觀圖
         
                
         
                      WB 系列設備外觀圖                    WB 系列設備原理圖
         
        設備運行費用預測(以WB-120A為例,按沈陽的燃氣市場價格為依據)
        設廢水流量(進料濃度<5%)為500 L/hr(0.5 M3/hr) , 蒸發量為454L/Hr, 其運行費用為(以WB-120型為例):
        PG燃氣費用預測:
        設當地石油氣PG價格3.7元/m3,PG標準發熱量24,000kcal/m3
        PG燃氣耗量:289,022kcal/hr÷24,000kcal/ m3÷0.454 M3/hr =26.53 ≌ 27m3/ M3
        PG燃氣費用:27m3/M3×3.7元/m3=99.9 100元/M3
        NG燃氣費用預測:
        設當地天然氣NG價格:2.8元/m3,PG標準發熱量10,500kcal/m3
        NG燃氣耗量:289,022kcal/hr÷10,500kcal/ m3÷0.454M3/hr =60.63 ≌ 61m3/ M3
        NG燃氣費用:61 m3/ M3×2.8元/ m3=170.8 171元/M3
        注:因不同地區燃氣品質(熱值)和市場供應價格存在較大的差別,所以,對不同地區客戶之WB系統燃氣費用的預測和實際核定,應以上述有條件的燃氣費用預測結論為基礎,結合當地燃氣熱值和價格因素,再給予科學計量和核定為宜。
         
        ☆.KNA及其WATER MAZE致辭業績證明
         
        KNA目標是在設計、制造和營銷工業廢水處理設備、水清潔設備及滿足清潔需要方面成為世界級先導者。
        自1969年以來蘭達已成為壓力洗刷設備領域的先導者,在提供高質量冷/熱水壓力洗刷設備方面業已創建了300多個產品型號。
         
        KNA是在全美第一個獲得UL-1776壓力洗刷設備國家安全標準認證的制造商。
         
        KNA也開拓了其他清潔設備生產線,包括:零部件全自動洗刷設備、洗刷廢水回用設備和工業廢水處理系統。在零部件沖刷、廢水凈化和廢水蒸發濃縮設備方面,蘭達已擁有幾種專利和唯一的設計。1977年蘭達在壓力沖刷、廢水凈化和廢水蒸發濃縮設備領域成為最早贏得UL(美國保險商聯合會實驗室)、ETL(美國工程技術協會實驗室)、C-TECH(全美清潔技術協會)認證及ISO-9001國際質量標準認證的廠商之一。
         
        如今,KNA是北美最大的工業壓力洗刷設備、廢水凈化設備及高濃度工業廢水蒸發濃縮設備制造商。
         
        WATER MAZE(KNA廢水處理設備代名詞)廢水凈化設備
        WATER MAZE在供應各種工業廢水凈化回用、達標排放及高濃度廢水蒸發濃縮設備制造方面擁有世界最完整的生產線。全世界已有超過11000套WATER MAZE系列設備產品被安裝應用在世界各行各業的廢水凈化和廢水治理工業用途。因此,WATER MAZE是一個在水和廢水處理領域受人尊重的名稱。
         
        WATER MAZE已經獲得美國UL、ETL、C-TECH認證,制造過程完全符合ISO-9001國際質量標準規定。這些設備在一個200,000平方英尺的工業區域內而被大批量生產。
         
        WATER MAZE已有110多個國內外銷售商和售后服務代理,遍布美國、加拿大、墨西哥、南美州、西歐、中東、東南亞、日本、韓國、中國和其他110多個國家和地區。
         
        全世界客戶,可查到距離你最近的水處理設備經銷商。
         
        自2009年12月起,在中國全境由沈陽華可樂水處理設備有限公司再次全權負責獨家供應、安裝調試及售后服務WATER MAZE、LANDA品牌產品。
        地     址:中國110002沈陽市和平區南京北街21遠東大廈901
        電話/傳真:024-22524954, 手機:139-40168133
         
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