1、含鹽鉆井廢水機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備 MVR-W-1000型 無(wú)錫市明源環(huán)境有限工程公司 2012年4月,2,一、機(jī)械壓縮蒸發(fā)（MVR)結(jié)晶技術(shù)概述 二、機(jī)械壓縮蒸發(fā)(MVR)結(jié)晶技術(shù)特點(diǎn) 三、機(jī)械壓縮蒸發(fā)(MVR)結(jié)晶技術(shù)原理圖 四、機(jī)械壓縮蒸發(fā)(MVR)結(jié)晶技術(shù)熱學(xué)原理 五、機(jī)械壓縮蒸發(fā)(MVR)結(jié)晶設(shè)備應(yīng)用實(shí)例及效果 六、含鹽鉆井廢水機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備 (MVR-W-1000型)設(shè)計(jì)方案,目 錄,3,一、MVR機(jī)械蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)概述,蒸發(fā)是一種熱分離技術(shù)，用于濃縮或分離液體溶液、懸浮液和乳濁液。通常，終產(chǎn)品是一種可用泵輸送的濃縮液，但有時(shí)是為了回收溶劑而將易揮發(fā)組分蒸出。在日用品、食品、制藥

2、和化工行業(yè)，蒸發(fā)的能耗僅次于蒸餾。 蒸發(fā)裝置是能量密集型設(shè)備，其操作成本主要取決于能源成本，因此，減少并優(yōu)化能源消耗率是最重要的因素。有三種技術(shù)可以降低單位能量消耗，分別是多效蒸發(fā)、熱力蒸汽再壓縮、機(jī)械蒸汽再壓縮,機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）將二次蒸汽通過(guò)壓縮機(jī)進(jìn)行等熵壓縮，提高二次蒸汽的壓力和飽和溫度，再重新回到蒸發(fā)器中用作加熱蒸汽，充分利用水蒸汽中巨大的潛熱，極大提高能源利用效率。 機(jī)械蒸汽再壓縮機(jī)則可壓縮蒸發(fā)器中所有的蒸汽。除了少量的生蒸汽用于“開(kāi)車(chē)”，幾乎全部的蒸汽都能用電能進(jìn)行再壓縮循環(huán)利用，無(wú)需其它蒸汽熱源，殘留的廢熱也大大減少。因此，機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)器熱效率高，節(jié)能效果顯著。,4,

3、二、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)特點(diǎn),MVR具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、能耗低 2、效率系數(shù)高 3、溫差低，蒸發(fā)條件溫和 4、因多數(shù)是單效蒸發(fā)，產(chǎn)品駐留時(shí)間短 5、無(wú)殘余廢汽，不需要安裝冷卻塔 6、操作和維護(hù)簡(jiǎn)單 MVR蒸發(fā)器能應(yīng)用于傳統(tǒng)蒸發(fā)器所占的大部分領(lǐng)域，包括生物、化工、石化、制藥、食品制造、廢水處理、海水淡化、環(huán)保、冶煉等行業(yè)。,5,目前蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)特點(diǎn)分析比較表：,二、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)特點(diǎn),6,二、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)特點(diǎn),7,三、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)原理圖,8,四、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)熱學(xué)原理,1、以壓縮比為1.17的風(fēng)機(jī)壓縮為例說(shuō)明。 在蒸汽焓熵圖中，蒸發(fā)產(chǎn)生的

4、二次蒸汽狀態(tài)位于A點(diǎn)。蒸汽從狀態(tài)A進(jìn)入壓縮機(jī)，被壓縮至更高的壓力進(jìn)入狀態(tài)B。 2、B為理想過(guò)程下進(jìn)行的等熵壓縮。實(shí)際上蒸汽通過(guò)壓縮機(jī)壓縮后內(nèi)能會(huì)減少，產(chǎn)生熵增的不可逆壓縮，即圖中狀態(tài)C。 3、雖然C點(diǎn)的蒸汽壓力符合要求，但是它是過(guò)熱蒸汽，在進(jìn)入蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)之前必須先進(jìn)行冷卻，冷卻可以在蒸發(fā)器的換熱器表面進(jìn)行。 4、由于使過(guò)熱蒸汽冷卻的傳熱系數(shù)通常較低，通常需要在蒸汽管道上安裝冷凝水噴霧器。冷凝水蒸發(fā)吸收過(guò)熱蒸汽的熱量，產(chǎn)生更多的二次蒸汽，同時(shí)使過(guò)熱蒸汽進(jìn)入飽和蒸汽狀態(tài)D，進(jìn)而進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā),9,蒸汽焓熵圖,四、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)熱學(xué)原理,10,四、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)熱學(xué)

5、原理,壓縮比1.17時(shí)蒸汽性質(zhì)變化,11,該例中，水蒸汽經(jīng)壓縮得到的潛熱為539.0 Kcals/kg，壓縮機(jī)輸入能量為7.8Kcals/kg,其能源利用效率提高到69倍。 有時(shí)，也需要一定的額外蒸汽進(jìn)行預(yù)熱或者補(bǔ)償熱損失。 考慮到蒸汽管道、分離器等壓力損失，可以適當(dāng)提高壓縮機(jī)功率或增加換熱器表面積。,四、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)熱學(xué)原理,12,五、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備結(jié)構(gòu)組成,1、預(yù)熱器：很多情況待蒸發(fā)的原液在進(jìn)入蒸發(fā)換熱器之前的溫度較低，為了充分利用系統(tǒng)內(nèi)的熱能，經(jīng)常采用列管式或板式換熱器對(duì)源液進(jìn)行預(yù)加熱。 2、蒸汽壓縮機(jī)：它是MVR系統(tǒng)的核心部件，它通過(guò)對(duì)二次蒸汽進(jìn)行壓縮，提高系

6、統(tǒng)內(nèi)二次蒸汽的熱焓，為系統(tǒng)連續(xù)提供蒸汽。根據(jù)原液的流量和沸點(diǎn)升高值等特性，可以選擇羅茨或離心壓縮機(jī)。對(duì)于沸點(diǎn)升高值較大的原液，壓縮機(jī)可以多級(jí)串聯(lián)使用。 3、汽液分離器：它是蒸汽和濃縮液體進(jìn)行分離的裝置。對(duì)于有結(jié)晶的原液，可以將分離器和結(jié)晶器設(shè)計(jì)成一體，再加裝強(qiáng)制循環(huán)泵，完成汽液分離，濃縮和結(jié)晶的功能。 4、蒸汽換熱器：預(yù)熱后的源液通過(guò)進(jìn)料泵將其載入蒸汽換熱器與由蒸汽壓縮機(jī)產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行換熱，使其迅速汽化蒸發(fā)。根據(jù)原液的特性（粘度，是否有結(jié)晶和結(jié)垢等）選擇換熱器的形式。 5、控制中心：采用工控機(jī)和PLC構(gòu)成MVR系列的實(shí)時(shí)監(jiān)控中心。通過(guò)軟件編程，實(shí)時(shí)采集各種傳感器的狀態(tài)信號(hào)，從而自動(dòng)控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)

7、速、閥門(mén)關(guān)閉和調(diào)節(jié)、液體的流速和流量、溫度和壓力的控制和調(diào)節(jié)等，使系統(tǒng)工作達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)。同時(shí)該設(shè)備還具有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)記錄參數(shù)和提供報(bào)表的各種功能。,13,五、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備應(yīng)用實(shí)例及效果,1、環(huán)保行業(yè) （1）工業(yè)廢水： 電鍍和表面處理行業(yè)的廢水 鉆井含鹽廢水：濃縮無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽，使廢水達(dá)標(biāo)排放或回用 造紙廢水：從廢水中回收氯化鈉和硫酸鈉等無(wú)機(jī)鹽，使廢水達(dá)標(biāo)排放或回用 煉金廢水：從廢水中回收無(wú)機(jī)鹽，使廢水達(dá)標(biāo)排放或回用 橡膠廢水：從廢水中回收無(wú)機(jī)鹽，使廢水達(dá)標(biāo)排放或回用 水泥廢水：從廢水中分離重金屬，使廢水達(dá)標(biāo)排放或回用 （2）垃圾滲濾液：處理垃圾填埋場(chǎng)的滲透液 2、化工行業(yè)

8、 （1）化工產(chǎn)品生產(chǎn)：亞氯酸鈉和過(guò)硫酸鈉等化工原料 （2）海水淡化（3）有機(jī)添加劑的濃縮和結(jié)晶 （4）香料的提純 3、食品行業(yè) 濃縮玉米漿和提取葡萄糖、氨基酸等 從玉米中提取“味精”、“雞精”和“玉米淀粉”等產(chǎn)品 從果膠中提取的異丙醇的濃縮 芳香物的濃縮和提取 食品與發(fā)酵香料的分餾沉淀物、溶劑的精煉等 4、制藥行業(yè) 生產(chǎn)中西藥工藝過(guò)程中的蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶和干燥 低溫蒸發(fā)那些高溫時(shí)容易變性的西藥。如維生素C等 5、制糖行業(yè)：制糖工藝中的糖液脫水、濃縮和干燥 6、飲料行業(yè)：番茄醬、桃漿、蘋(píng)果漿、杏漿、胡蘿卜漿、獼猴桃漿等,14,1、產(chǎn)品特點(diǎn)：熱效率高，節(jié)省能源，功耗低，運(yùn)行成本低，清潔能源，沒(méi)有污

9、染，物料適應(yīng)范圍廣，一體多效，節(jié)省制作成本，工業(yè)廢水“零排放”，符合國(guó)家排放指標(biāo)，可連續(xù)和間歇出料，低溫蒸發(fā)，不使物料變性，自動(dòng)化程度高，體積小，移動(dòng)性強(qiáng) 2、產(chǎn)品基本參數(shù)： 蒸發(fā)能力：50升/小時(shí)-50噸/小時(shí) 蒸發(fā)每噸水耗電：18千瓦-70千瓦（由物料特性決定） 蒸發(fā)形式：降膜，升膜、強(qiáng)制循環(huán)和內(nèi)循環(huán)蒸發(fā) 3、溫度范圍：40 -100 ,五、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備應(yīng)用實(shí)例及效果,15,五、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備應(yīng)用實(shí)例及效果,內(nèi)循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶罐（FPPR),16,五、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備應(yīng)用實(shí)例及效果,離心壓縮機(jī)三元流動(dòng)閉式金葉輪,17,五、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備應(yīng)用實(shí)例及

10、效果,MVR蒸發(fā)結(jié)晶機(jī)組,18,五、MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備應(yīng)用實(shí)例及效果,MVR蒸發(fā)結(jié)晶機(jī)組,19,六、鉆井含鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶方案,（一）技術(shù)參數(shù)及處理后出水控制指標(biāo) 1、設(shè)計(jì)條件,基本成分為氯化鈉10%，總量約1500kg/h ，原料溫度為常溫，PH值為78，要求蒸發(fā)量在1000kg/h，結(jié)晶分離出氯化鈉，離心母液回前道回收系統(tǒng)。 本工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氯化鈉的結(jié)晶，故在蒸發(fā)器結(jié)晶時(shí)極易發(fā)生堵管現(xiàn)象，為避免堵管，本方案擬采用內(nèi)循環(huán)，換熱器采用U型管束。,20,（二）物料基本流程 物料首先從原料罐經(jīng)預(yù)熱器回收冷凝液預(yù)熱，再由原料泵泵入結(jié)晶蒸發(fā)器，經(jīng)換熱器升溫后進(jìn)入結(jié)晶器蒸發(fā)，使溶液產(chǎn)生過(guò)飽和度，

11、并與參與循環(huán)的晶漿一起下降至結(jié)晶器底部，晶體得到生長(zhǎng)，清液返回結(jié)晶系統(tǒng)，底流去離心分離，晶體取出、包裝，母液回前道回收系統(tǒng)。,六、鉆井含鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶方案,（三）蒸汽流程 結(jié)晶器中的二次蒸汽經(jīng)汽液分離后向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)壓縮機(jī)，壓縮升溫后進(jìn)加熱器殼程釋放潛熱加熱物料，二次蒸汽冷凝液由凝液泵泵出，經(jīng)換熱器與原料換熱回收顯熱后排出濃縮體系。,21,六、鉆井含鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶方案,（四）機(jī)械蒸汽壓縮（MVR）系統(tǒng) 在汽-水體系中，飽和蒸汽的焓值遠(yuǎn)高于飽和水，也就是說(shuō)飽和蒸汽所蘊(yùn)含的能量遠(yuǎn)高于飽和水的。MVR的基本原理是將蒸發(fā)器中原本需要用冷卻水冷凝的二次蒸汽，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后提高其壓力和溫度，與料液有了一定的傳

12、熱溫差后，再送入蒸發(fā)系統(tǒng)加熱器作為熱源來(lái)加熱料液。由于二次蒸汽的潛熱得到了充分的利用，從而達(dá)到了節(jié)能的目的。 在MVR系統(tǒng)中，加熱器在加熱物料的同時(shí)又是二次蒸汽的冷凝器，所以不但不需要另外的冷凝器，且無(wú)需循環(huán)冷卻水，從而省去傳統(tǒng)蒸發(fā)系統(tǒng)中的外界能耗。 蒸汽機(jī)械壓縮機(jī)選用離心式壓縮機(jī)，離心式壓縮機(jī)是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī) （即透平式壓縮機(jī)）。在離心式壓縮機(jī)中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予蒸汽的離心力作用，以及在擴(kuò)壓通道中給予蒸汽的擴(kuò)壓作用，使蒸汽壓力得到提高。 優(yōu)點(diǎn)是： （1）、離心式壓縮機(jī)的氣量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，重量輕，機(jī)組尺寸小，占地面積小。 （2）、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)率高，摩擦件少，因而備件需用

13、量少，維護(hù)費(fèi)用少。 （3）、在化工流程中，離心式壓縮機(jī)對(duì)化工介質(zhì)可以做到絕對(duì)無(wú)油的壓縮過(guò)程。 （4）、蒸發(fā)結(jié)晶器使用FRPP材質(zhì)，抗腐蝕、耐老化。,22,六、鉆井含鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶方案,（五）加熱器 采用U型管換熱器，兩管程，管外介質(zhì)為含鹽母液，管程介質(zhì)為壓縮后的二次蒸汽。由于MVR的作用，既是物料加熱器，同時(shí)也是二次蒸汽的冷凝器。 加熱器的材質(zhì)為T(mén)A2。,（六）、真空系統(tǒng) 真空系統(tǒng)選用水環(huán)真空泵，具有吸氣均勻、工作平穩(wěn)可靠、操作簡(jiǎn)單、維修方便等特點(diǎn),23,六、鉆井含鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶方案,（七）、裝置主要設(shè)備的技術(shù)參數(shù)（設(shè)計(jì)處理能力） 處理量：Q=800-1200kg/h 加熱面積：A=80m2 冷凝冷卻面