MVR在含盐废水处理中的应用

2013-10-24MVR在含盐废水处理中的应用陈侠2黄埔盐化★[e-mail]天津科技大学海洋科学与工程学院教授天津科技大学卤水精细化工化工研究室主任天津黄埔盐化工程技术有限公司总经理联系：18622765718，[e-mail]5主要汇报内容MVR及其应用领域2MVR优势4MVR系统组成3典型的蒸发结晶过程1MVR处理含盐废水5天津科技大学海洋科学与工程学院简介‹学院成立于1953年，是目前在制盐、盐化工方向全国唯一具有本科、硕士、博士学位授予权的学校。素有“盐业黄埔”之美誉，‹具有完善的科研开发平台，拥有天津市海洋资源与化学重点实验室、天津市海洋化工行业技术中心、海洋资源与环境监测中心、全国盐业培训中心，天津黄埔盐化工程技术有限公司。‹近五年，先后承担和完成国家863项目、973项目、国家科技攻关项目等省部级以上各类科技项目、国际科技合作等项目400余项，与企业合作研究开发工程项目近200项。1．典型的蒸发浓缩(结晶)工艺结晶分离料液预热蒸发浓缩干燥包装蒸发浓缩过程而言，介质发生“相变”：液相→汽相水的比热为1kcal/kg·℃。1kg的水，温度每上升1℃需要1kcal的热量。对1kg的水加热从0℃上升到100℃沸腾，仅需要100kcal的热量。将1kg100℃的水汽化，成为同温度的蒸汽，则需要539kcal的热量。能耗是相当于使同样重量的水温度每升高1℃所需热量的539倍。产品2458kJ1.1kg新鲜蒸汽2258kJ占92%1kg2258KJ占92%1.1单效蒸发（1kgH2O为例)¾新鲜蒸汽大量热量→二次蒸汽→冷却水→大气¾冷却塔消耗大量循环水以及电能（泵）运行，造成三重浪费1.2多效蒸发（两效）多效蒸发过程中，蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源，只能作为次效或次几效的热源。在最后一效（末效）排出。效数单效双效三效四效五效蒸汽消耗t1.10.570.40.30.27能量消耗KWh686355244187168排入大气热量占总热量比例92%88%84%80%75%¾占地面积增加；¾蒸发效数不能无限增加。1.3能耗与效数关系(蒸发量为1tH2O为例)低品位能量MVR（MechanicalVaporRe-compression）—机械蒸汽再压缩，是指将蒸发(蒸馏等)过程的二次蒸汽(温度低、压力低而无法利用)用压缩机进行压缩，提高其温度、压力，重新作为热源加热需要被蒸发的物料，从而达到循环利用蒸汽的目的，使蒸发过程不需要外加蒸汽；即用少量的电能获得较多的热能，从而减少系统对外界能源的需求的一项高效节能技术。¾MVR的作用：提高蒸汽的品位，而不创造能量2、MVR及其应用领域2.1MVR的作用2.2MVR技术发展状况MVR并非新技术，早在上世纪60年代，该技术已在欧美等发达国家应用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化及污水处理等领域，至80年代，该技术已成熟并得到广泛应用。我国的第一套MVR装置——上世纪80年代，从国外引进。2000年以前：1、煤炭资源丰富、电力相对紧张；2、煤价低，电价高；3、我国MVR压缩机制造技术不过关；没能推广应用2.3MVR主要优势——节能¾节能减排——基本国策；¾电力相对充裕；特别是MVR压缩机制造技术国产化的成熟，使压缩机价格下降、供货周期大幅缩短、售后服务及时。推广应用时机成熟MVR应用领域非常广泛¾饮料工业（牛奶、果汁、乳清、糖溶液的蒸发浓缩）¾食品、添加剂工业（味精、大豆、蛋白质乳液的蒸发浓缩）¾制药及生物工程（中药、维生素，氨基酸、柠檬酸等）¾化学工业（蒸发浓缩、结晶、提纯）¾废水处理（含盐废水、含重金属废水等）¾制盐工业、海水淡化2.4MVR及其应用领域蒸发浓缩（结晶）、蒸馏3MVR系统组成3.1核心流程核心主体预热器：余热利用及提高进料温度真空系统：维持整个系统的真空度，从装置中抽出部分不凝气体以及溶液带入的气体，以达到系统稳定的蒸发状态。控制系统：压缩机转速、阀门、流量计、温度、压力的控制调节，以达到自动蒸发、清洗、停机等操作。自动报警，自动保护系统不受损伤，保持系统动态平衡。清洗系统：使用CIP原位清洗或者拆除清洗。蒸发器：主体设备，包含加热器、分离器、循环泵。压缩机系统：核心设备，压缩二次蒸汽提供蒸发热源，提高二次蒸汽的热焓。3.2MVR系统组成4MVR的优势¾节能降耗5吨/小时蒸发量运行成本比较（浓缩）MVR降膜蒸发传统双效降膜蒸发设备投入350万元30万元设备折旧10年35万/年10年3万/年设备能耗主电机、循环泵、真空泵等170千瓦/时主电机、循环泵、真空泵、凝水泵40千瓦/小时小时运行成本170千瓦*0.7元/千瓦时=119元/小时5吨蒸发量*0.7吨蒸汽/吨水*170元/吨汽+40千瓦*0.7元/千瓦时=595元+28元=623元/小时日运行成本119元*24小时=2856元/天623元/小时*24小时=14952元/天年运行成本2856元*300天=85.7万元/年14952元/天*300天/年=448.6万元/年年运行总成本85.7+35=120.7万元/年448.6+3=451.6万元/年MVR比双效蒸发一次多投入350-30=320万元但每年节省451.6-120.7=330.9万元即采用MVR蒸发系统相比双效蒸发系统，只需运行1年即可收回多投入成本。工作时间：24小时/天300天/年电价：0.7RMB/KW·h蒸汽价：170RMB/吨¾MVR与双蒸发工艺比较¾MVR设备的核心-压缩机的类型比较：压缩机型式主要特点适用场合罗茨式压比高(25℃温升）但流量较小，价格便宜，结构简单，维护简便。但是噪音大、效率低、流量小，易腐蚀，不符合节能环保的要求。适合蒸发量小，但沸点升高较大的情况；低速离心风机压缩比最高至Π=1.25，焊接板结构价格较低廉，结构较简单，维护较简便；效率较低，约60%－70%，高效率区流量范围窄、体积庞大。适合蒸发量大，但基本无沸点升高的情况；MVR设备的核心-压缩机的类型比较：压缩机型式主要特点适用场合单级高速离心式压缩机流量范围很大，排气压力高（温升高），技术含量较高，可在较宽的流量范围内实现高效率（80%以上），噪音低，占地面积小，智能化控制操作简便，易于维护。使用范围广‹MVR系统中的压缩机的效率罗茨压缩机罗茨压缩机罗茨压缩机低速离心式压缩机（风机）低速低速离心式压缩机（风机）离心式压缩机（风机）高速离心式压缩机高速高速离心式压缩机离心式压缩机双点联控高速离心式压缩机双点联控双点联控高速离心式压缩机高速离心式压缩机效率9效率高9保持高效率范围宽离心式压缩机容积式压缩机‹不同MVR压缩机的后期维护罗茨压缩机转子易损噪音大易损件主要是密封件，更换费用少，工作量小噪音小碳钢材质的罗茨/螺杆压缩机转子气蚀罗茨螺杆4MVR在蒸发结晶系统中的应用卤水制盐；含无机盐废水(废水回用、提取有用盐类)。注意事项：系统平衡；沸点升；结晶堵管、管路结垢等。蒸发温度/℃压缩后蒸汽温度/℃轴功率/KW8000.008025.0680410.1680615.2980820.46801025.65801230.88801436.13801641.42801846.72802052.07‹离心压缩机轴功率与温升关系‹离心压缩机轴功率与蒸发温度关系蒸发温度/℃温升/℃轴功率/KW50823.2360822.2370821.3280820.4690819.64100818.86实现负压蒸发，并不会大量增加能耗谢谢！诚望多提宝贵意见电话：[phone]邮箱：[e-mail]