MVR蒸发器在高盐水行业的应用及案例介绍

更多资料在易净水网（）污水处理技术交流群：209096461MVR蒸发器在高盐水行业的应用及案例介绍高盐污水产生途径广泛，水量也逐年增加。最小化高盐废水排放对环境产生的影响要求去除含盐污水中的污染物。常用的高盐废水处理方式包括以下几种：耐盐细菌生化处理、传统蒸发浓缩设备蒸发、膜技术除盐、电解除盐。但是由于高盐的毒害和抑制作用，生化处理技术实施遇到极大阻碍；传统的蒸发浓缩设备运行费用高、能效低；膜技术处理设备价格昂贵，易堵塞、易污染、最后产生的浓液无法处理；电解方式通常会因为有机物的问题而无法电解。以人类目前的技术，高盐废水处理最理想的方式可能就是用MVR蒸发器，MVR蒸发设备可以将盐类以固体的形式分离处理，甚至达到零排放的效果，而得到的固体结晶还可以再回收利用。其对于没有蒸汽来源的厂家采用更具优势。本期微水会邀请到在业内有多年经验的瑞升华王一飞王总与大家一起分享MVR蒸发器在高盐水及污水领域的应用。现微水会将干货频出的精彩分享内容做梳理，供业内人士学习参考和交流。产品简介：MVR机械式蒸汽再压缩装置，是将蒸发系统内产生的二次蒸汽通过压缩机做功，提高蒸汽热焓，循环进行加热蒸发，充分利用系统内二次蒸汽及冷凝水的余热，节能效果突出。不用鲜蒸汽，可节省90%以上冷凝水、80%人力资源、60%场地。一、MVR蒸发器介绍1、MVR简介MVR蒸发器使用的是通过压缩机压缩二次蒸汽，国产压缩机每台可提供20℃的温升，进口压缩机每台可提供9℃的温升。因此，蒸发器系统对进水的要求是沸点尽可能小于15℃，以达到节能蒸发的目的。单效蒸发：其生蒸汽在系统内只使用了一次。双效或三效蒸发：生蒸汽在系统内使用了两次或三次。MVR与多效蒸发器的区别在于，二次蒸汽一直在系统内循环使用，所以可认为其能量没有被浪费。系统消耗的能量为将温度从119℃提升到130℃，压缩机所消耗能量。MVR节能体现在，其只需输入16KJ（吨水）就可使二次蒸汽从无用变为有用。PS：压缩机功率=蒸发量*压缩机系数*温升。更多资料在易净水网（）污水处理技术交流群：209096461能耗对比：MVR消耗的是电能，生蒸汽的消耗在进料必须达到蒸发温度，需要的蒸汽仅仅用来预热物料。MVR蒸发器材质：例如：氯化钠氯离子含量高，蒸发器材质建议使用钛材，如果氯化钠的蒸发温度控制在80℃以内，也可采用2205，但风险较大。相比而言，使用钛材更为可靠。更多资料在易净水网（）污水处理技术交流群：209096461MVR对水的要求：1）Ca2+、Mg2+需小于100mg/L，若Ca2+、Mg2+超过100mg/L，蒸发时，结垢较为迅速；2）不能有硅或硅化物，要求含量小于30mg/L，若超过，也会有结垢现象发生；3）不能有氰化物，一旦泄漏会产生爆炸。2、降膜与强制循环如上图为两个降膜+双强制循环系统，这套系统在大蒸发量中是比较经济的案例。降膜：物料沿着管壁由上向下在1.5-2m/s的流速下形成膜，蒸发强度大，效率高。降膜的换热系数可达到1200-1500。简单理解为：降膜蒸发一吨水需要约60平方。强制循环换热系数600-800，蒸发一吨水需要约120平方。系统中尽可能多使用降膜来降低投资和换热器的使用，在饱和之前都可使用降膜。降膜只适合液体沿管壁流下，如果有晶体形成，会马上在管壁上“干涸”，发生堵管。3、MVR工作流程简单概括为预热—降膜—强制循环—离心。原料罐通过进料泵将原料打入换热器，（板式换热器，通过冷凝水与进料换热、生蒸汽与物料换热），通过两个板式换热器，保证进料温度。后进入降膜系统，使物料从不饱和达到接近饱和的状态。再经过强制循环泵打入强制循环系统，使物料达到结晶，并在结晶分离器中沉降。晶浆液会更多资料在易净水网（）污水处理技术交流群：209096461通过稠厚器（结晶器里的晶浆液进行沉淀，使结晶器和离心机的效率更高）浆液沉淀，清液送到母液罐。稠厚器和离心机分离出来的母液通过预热系统再次进入强制循环系统。降膜系统和强制循环系统的二次蒸汽都进入到蒸汽压缩机，通过自动分配的方式，使降膜的换热器能够作为两效使用，降低换热器的投资和压缩机能耗。应用领域：MVR蒸发器可运用到制药、化工、水泥、石化、电子、钢铁、染料等行业。基本上需要蒸发、凝缩的行业都可以通过MVR进行操作。二、高盐水解决方案预处理方式：1、高温湿式氧化+MVR工艺高温湿法氧化的目的是物料在500-600℃气体中将废水中COD氧化。这种方式由于投资比较大，系统较为复杂，在国内的应用案例不多。如果能够从废水中提取到有利用价值的盐是比较可靠的，如果只是为了氯化钠或硫酸钠废盐，意义不大。2、溶剂萃取+MVR水中含有DMAC、DMF等，直接蒸发，会对水的出盐和压缩机有很大影响，其次，这些物质较有价值，可先回收，再做蒸发处置。3、活性炭吸附+再生炉+MVR工业废水中COD过高在蒸发时，很难得到较好的盐。将COD降到2000-3000mg/L时才可能得到白色较好的盐。因此，较好的方法是用活性炭吸附水中的COD，使其下降，再经过MVR蒸发器。吸收了COD的活性炭通过再生炉二次再生，循环使用。（每吨活性炭的损耗量在5%以内，即活性炭可以使用20次）。吨水的吸附再生费用在10-20元左右。目前，在煤化工中，有两段是需要活性炭吸附再生，一是蒸发除盐的前段，需要通过某种方式降低COD，比如树脂吸附、高级氧化；二是最终水的零排放，将出水COD降到适宜范围。4、硫酸变副产稀酸腐蚀性较强，不好浓缩，一般会通过加MgO等，变成可利用的副产。5、高盐高沸点有机物——MVR+焚烧更多资料在易净水网（）污水处理技术交流群：209096461针对无法生化和蒸发的物料，会先考虑用浓缩将COD减量部分，再通过焚烧或生物干燥的方式将高盐高沸点的物质烧掉。目前，焚烧的方式有两种，一是生物造粒，二是作为固体焚烧。三、项目案例分享1、内蒙古联邦制药该项目蒸发量为180吨/h，系统采用德国piller压缩机，材质为钛材，所有泵为一用一备。总配电量3600kw。项目在降膜系统做了优化，不仅有系统常规的降膜+强制循环系统，在降膜期更将其做成两效或三效，大幅度降低了蒸汽消耗量，降低了压缩机能耗。从以下示意图可看出：降膜采用三效，每一效又采用了三级，同时共用一个分离器，降低了占地面积和分离器的投资。四、关于盐硝分离盐硝分离中盐指氯化钠，硝指硫酸钠。进行盐硝分离需要找出氯化钠与水相、硫酸钠与水相结晶的区别点。现较多案例均为通过热法结晶来进行硝盐分离，采用的是在85℃时析出硫酸钠，在45℃通过冷却拿出氯化钠晶体，最后浓缩初混盐。更多资料在易净水网（）污水处理技术交流群：209096461南方较热，钢架不需保温，故采用钢架结构多；北方冬季寒冷，施工期短，采用混凝土结构结实可靠，进行保温设计后，冬季操作维修方便。案例：内蒙古亿利资源煤化工项目提供的是高温出硫酸钠，低温出氯化钠。物料经过板式换热器预热后经过两个降膜换热器，再进入强制循环系统，在高温下硫酸钠达到饱和状态结晶出盐，剩余母液中含有的氯化钠经过冷却水结晶析出，其余母液进入混盐系统。实际能够产出好盐及混盐的量，需要根据实际判断，不可概一而论。答疑解惑▷1、沸点升是多少？结垢如何解决呢？我觉得是相变的过程。潜热和显热的焓利用。现在有利用聚合物薄膜做换热器的，以防止结垢。贵公司是否有这方面考虑？答：沸点升指的是不同盐溶液在沸腾时的温度，氯化钠饱和时沸点升高107℃、氯化铵是112℃；结垢解决很难，最好做到预防，一要控制Ca2+、Mg2+，二要控制硅；如果发生结垢，要进行水洗，有水洗和酸洗。目前一般所用金属材质的换热器有钛材、碳钢、316、2205、304；目前因316、2205及钛材的换热系数较好应用比较多。▷2、进出口温度升最小能做到多少，越小越节能吗？答：国产压缩机是20℃的温升，进口压缩机一台是8-9℃的温升。▷3、沸点升不能超过15℃吧？答：沸点升高最好都不要超过10-12℃；压缩机的总能升是20℃，如果沸点升高超过15℃，再考虑2℃损失、3℃温差，蒸发效果会很不好。我们希望有效的蒸发温差尽可能会大一点，5-6℃会比较好。▷4、想请问，强制循环蒸发传热系数只有600到800吗？答：降膜的换热系数一般采用1200-1500，强制循环600-800。换热系数尽量保守些，换热面积大些，压缩机温升又足够，最终的蒸发使可以保证的，可使系统更加可靠。▷5、MVR和多效蒸发可不可以理解为MVR比多效蒸发多一套压缩机系统？更多资料在易净水网（）污水处理技术交流群：209096461答：MVR就是降膜系统、强制循环系统和压缩机三部分组成；多效分为一效、二效、三效再加结晶器，在前面有负压、常压、正压三个压力段，系统操作起来非常复杂。▷6、蒸汽压缩机都需要注水，这个水的消耗量有多大？答：蒸汽压缩机都需要注水，因为压缩机在压缩二次蒸汽时会有一个过热过程，需要将过热变成饱和；一般来说一吨蒸汽蒸汽会补充50公斤左右的水，但国产压缩机和进口压缩机会有异。▷7、有一个电镀废水的膜分离浓水，含盐量只有4W多，主要为硫酸钠和氯化钠，考虑MVR是否经济？答：所谓经济最重要的是考虑电耗及蒸汽的投资费用，如果蒸汽价格超过150原，电价在一元左右，mvr系统较为划算。▷8、我们的MVR怎么不析晶的呢？压缩机喘振怎办？答：有几种状况，一是系统设计时只考虑了浓缩没有做结晶器，另一种是在设计时没有达到足够的蒸发量，例如，进料的氯化钠浓度是8%，出来时是20%，没有达到饱和不会析晶（因氯化钠达到27-28%才会结晶）。发生喘振是因转速和过气量（设计额定量）不匹配，这时就需迅速调整蒸发量来使转速和过气量、进料量来达到平衡。这也需要根据工程现场情况来进行判断。▷9、废水COD5万mg/L，主要为硫酸钠，怎么利用MVR蒸发器？答：硫酸钠比较好做，如果不考虑氯化钠或不含氯化钠，硫酸钠的沸点为103℃。如果水量足够大，需要进行预处理，需要得到比较好的硫酸钠；如果水量只有3、5吨，可以进系统直接蒸发，这时需通过简单的蒸发实验来对水样进行测试，判断是否结晶、结晶效果如何。▷10、MVR启动时也需要蒸汽吧，这个蒸汽发生器怎么配的？答：是需要蒸汽的。综合的前提一是尽量使用系统的冷凝水，因为冷凝水出来为80℃，尽可能消耗冷凝水的温度使其降到30℃，二是冷凝水不足以使所有进料升高到85℃，需要生蒸汽补充热量，使进料温度保证是85℃。所以蒸汽发生器配比是算出来的，根据进料量、温度提升，计算出冷凝水吨数及生蒸汽需求量。▷11、请问我们的盐水中有10%氯化钠，4%氯化钙，2%磷酸盐，C0D6000mg/L，能用MVR吗？（附水样）更多资料在易净水网（）污水处理技术交流群：209096461答：大概看起来还是可以的，除了硫氢化钠、氰化物、Ca2+、Mg2+要去掉，一般来说都是可以的，但沸点需要测量，并且cod较高的话会对沸点产生影响。▷12、MVR一般对COD要求是多少？答：一般来说COD1以内万mg/L出盐会比较好，COD3-5万mg/L出盐可能会发黄发黑，具体的还需通过实验室水样的测试来确定。▷13、如何保证蒸馏水水质？答：MVR和多效蒸发都只是一种蒸发的方式，很难保证水质，但要尽可能的判断和预防。例如进料COD1000mg/L，冷凝水可保证在500-800mg/L，如何做：一是会有除膜器，二是蒸发温度会比较低，让水中轻组分不会全部蒸出，三是在国产压缩机之后会加一个二次除膜器。▷14、如果有机物过高，会不会形成粘膜，影响结晶除盐？答：有机物高的会不好结晶，影响结晶质量。对于高COD的水可以浓缩，但最后出现稀糊状物质不可能有很好结晶。所以一是通过实验来判断能否结晶，二是要记录在结晶过程中发现的一些情况，如起沫、起泡、沸点多少、结晶情况如何等，通过这些方式才能真正判断是否适合MVR，能否结晶，用什么材质（根据系统中是否有氯化钠和氯化铵