机械蒸汽再压缩技术在高盐废水蒸发浓缩设计中的应用

16新疆化工2015年第3期机械蒸汽再压缩技术在高盐废水蒸发浓缩设计中的应用李刚(新疆新化化肥有限责任公司，乌鲁木齐830038)摘要：机械蒸汽再压缩技术(MechanicalVaporRecompression)以下简称MVR，是重新利用蒸发产生的二次蒸汽能量，从而减少对外界能量需求的一项节能技术。在化工、制药、环保行业中广泛使用，MVR蒸发器主要用于把溶液浓缩或结晶。本文针对本企业高浓含盐废水的MVR处理设备主体做了个初步设计，不涉及控制系统。关键词：机械蒸汽再压缩技术(MVR)；降膜蒸发1机械蒸汽再压缩技术(MVR)介绍常规的蒸发器用锅炉生产的鲜蒸汽作热源，通过换热器把溶液加热到沸点后继续加热使溶液沸腾蒸发产生二次蒸汽。溶液中的水份变成水蒸汽从溶液中蒸发分离出去，溶液本身被浓缩。蒸发过程产生的二次蒸汽再用冷却水冷凝成冷凝水，二次蒸汽中的热能传递到冷却水中再扩散到空气中造成热能浪费和冷却水消耗。MVR蒸发器其具体工作原理：从蒸发器蒸发出来的二次蒸汽，经过压缩机压缩，压力和温度升高，热焓增加，然后到蒸发器的加热室作为加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽被料液冷凝成水，这样原先要废弃的蒸汽得到了充分的利用，回收了潜热，提高热利用效率。生蒸汽被加热器利用一次后，产生的二次蒸汽中蕴含的大部分的低品位能量，经过压缩机收集起来并在花费很小电能的代价基础上，将这部分二次蒸汽提高为高品质能源，送回蒸发器作为热源使用连续蒸发，而对于传统的多效蒸发系统，由上一效蒸发器产生的蒸汽虽然在下一效得到使用，但是最后一效产生的二次蒸汽还是被冷凝排掉。在热力学中MVR蒸发器也可以理解为开式热泵。压缩机的作用不是产生蒸发需要的热量，而是输送蒸发器的热量形成热量循环。MVR蒸发器是新一代蒸发器技术，是一种节能环保的高新技术。由此可见MVR在能源节约上的优势所在。2MVR蒸发器与常规蒸发器性能比较(1)MVR蒸发器单位耗电量根据物料特性而不同，一般每蒸发lt水消耗25～70~C电，而常规蒸发器消耗1．25t鲜蒸汽，3效蒸发器消耗约0．4t鲜蒸汽，对同一种溶液，MVR能源消耗量和生产成本显著低于常规蒸发器，是一种高新节能蒸发技术。(2)MVR蒸发器不需要循环冷却水，没有冷却水消耗。不需要建设高污染的燃煤锅炉或高成本的燃油锅炉。MVR蒸发器比常规蒸发器更节水更环保。(3)MVR蒸发器应用范围广，所有常规蒸发器应用的领域都适用于MVR蒸发器，MVR蒸发器蒸发温度低、温差小、蒸发温和更适用于热敏性溶液。溶液在蒸发器内流程短，停留时间短溶质不宜变质。2015年第3期新疆化工17(4)MVR蒸发器采用全自动电脑控制，系统性能更为稳定。也可以在低负荷下连续运行。(5)MVR蒸发器是国家发改委科委节能技术推广项目，符合国家节能减排和环保高新技术推广范围，政府有专项资金支持。(6)MVR蒸发器建设成本比常规蒸发器高约2～3倍，但是由于节约能源，运行成本低，一般运行2年的节能费用可以抵消前期建设投资。3设计部分3。1技术参数(见表1和表2)表1氯化钠在各温度下的溶解度3．2工艺设计思想一般溶液产生晶体有两个途径，一是通过蒸发结晶，或者通过冷却结晶，由氯化钠溶液的溶解度特性可以看出，氯化钠的溶解度随着温度变化较小，因此采用蒸发结晶的形式，先将溶液蒸发至过饱和状态，在溶液蒸发的过程中，采用两部蒸发，先提浓后蒸发的技术，先采用降膜蒸发器将初始物料蒸发浓缩至20％，之后进入强制外循环蒸发器中将物料的浓度蒸发至过饱和状态，将过饱和溶液打入离心机中进行分离，从而获得氯化钠晶体，从而使得氯化钠溶液的回收率明显提高，同时母液返回蒸发系统内。降膜蒸发起对于物料的初始提浓是比较好的蒸发器形式，当物料进入降膜蒸发器的上部时，通过导流筒将物料在换热管内成膜状蒸发，蒸发效率高，蒸发的强度也大。强制循环蒸发溶液在设备内的循环主要依靠外加动力所产生的强制流动。环速度一般可达1．0～3．5m／s。传热效率和生产能力较大。原料液由循环泵自下而上打人，沿加热室的管内向上流动。物料在换热器内不蒸发，在分离器中闪蒸，蒸气在分离器中由上部排出，流体受阻落下，锥形底部被循环泵吸人，再进入加热管，继续循环。它的加热室有卧式和立式两种结构，液体循环速度大小由泵调节。料液在外力的作用下以高的流速运行时，就降低了结垢速率，增强了料液的湍流状态，同时在出口端保证一定量的压头，可以达到防止换热器内蒸发的目的。新疆新丰化工股份有限公司为年产10万t合成氨／20万t尿素的中小氮肥企业，现处于一期合成氨项目生产调试阶段。其水处理工段综合污水主要来源由循环水排污水、循环水旁滤排污、反渗透浓水、过滤器冲洗水及少量前方工艺排水构成。综合污水汇集后输送至化水处理系统进行预处理，最终由中水反渗透处理，产品水作为了脱盐水反渗透的进水，但是其产生