近些年来,随着蒸发结晶技术的不断进步,尤其是对国外先进设备和技术的不断引进与发展,机械热泵蒸发结晶技术(mvr)在某些领域的应用已经日趋成熟,由于其运行费用低,得到很多用户的青睐。尤其对沸点升高小、无结晶的溶液,采用降膜蒸发技术配合蒸汽压缩机,由于膜式蒸发具备高传热系数的特点,可以起到很好的蒸发效果。但对于一些高浓度需要结晶的物料来说,则采用降膜蒸发容易造成管内结疤、结壁堵塞的情况,但若采用普通的自然循环蒸发器,由于压缩后的蒸汽与溶液的温度差很小、循环动力不足,造成蒸发强度很低,所以采用强制循环蒸发结晶技术配合蒸汽压缩机,对于沸点升高小于8度、蒸发过程中会有结晶析出的物料则比较适合。比如硫酸钠蒸发结晶、氯化钠蒸发结晶、硫酸铵蒸发结晶等。蒸发水量为2m3/h进水含硫酸钠量=8%;由于硫酸钠溶液在饱和时有2℃的沸点升高,因此压缩机的温升考虑为10℃,这样实际的有效温差为8℃。本方案设计蒸发量2t/h,采用机械热泵再压缩技术(mvr),将蒸发后的二次蒸汽利用压缩机再压缩提高其焓值,热值得到提高的二次蒸汽被再次送入加热室作为热源加热来料,自身放热相变成为冷凝水排出。系统只有在开车时需要少量的蒸汽。废水蒸发器全过程运行温度 45-65℃,可根据不同物料物性,随时调整蒸发温度。如东大型废水蒸发器修理
洗灰水进入强制循环蒸发器中,质量浓度升高,沸点升高BPE2(Tb2-Ts)也增大,一级和二级压缩机压缩后的二次蒸汽经过三级压缩机进一步提高温度到Tc3,以维持蒸发过程的有效传热温差ΔT2,且三级压缩机的进气量较少。洗灰水分盐分级压缩MVR蒸发系统通过优化三级压缩机的进气量,对二次蒸汽进行分级压缩,对能量实行梯级利用,在维持蒸发过程中有效传热温差的同时达到降低系统能耗的目的。NaCl-KCl-H2O三元体系在蒸发及降温过程中组分变化如。采用高温蒸发浓缩,结晶析出纯净的NaCl晶体,随着蒸发结晶的进行,KCl浓度逐渐升高,控制K元素在130g/L以上后,排出蒸发系统,对应于图5中为A-B-C过程。排出的母液通过降温结晶析出纯净的KCl晶体,经过降温析钾的母液返回蒸发系统继续蒸发,对应于图5中为D-E过程,与新料液混合后进行循环,实现NaCl和KCl的彻底分离。NaCl-KCl-H2O分离系统运行参数以公司飞灰处置线产生的洗灰水处理系统为例,工艺方案流程如图3,系统自2018年初调试完成后稳定运行至今。该系统设计及运行参数如表1,采用分级压缩MVR模型,蒸汽压缩机温升为7℃~9℃。工业园区三效蒸发器废水蒸发器二次蒸汽的前任又得到充分利用,从而达到节能的目的。
带有MVR强制循环DTB结晶器简称MVR—DTB连续结晶,此类结晶器是一种效能较高的结晶器。这种形式的结晶器性能良好,能产生较大的晶粒(粒度可达600~1200um),生产强度较高,器内不易结晶疤,其已经成为连续结晶器的主要形式之一。DTB型结晶器的内部有一根导流管,在四周有一圆筒形的挡板。悬浮液在螺旋桨的推动下,在筒内上升至液体表层,然后转向下方,沿导流筒与挡板之间的环形通道流至器底,重又吸入导流管的下端,如此循环不已,形成接近良好的混合条件。这种结晶器具有清母液溢流和消除结晶的功能。适合于晶体在母液中沉降速度大于3mm/s的结晶过程。设备的直径可以达到500mm——。自动控制系统:MVR蒸发系统控制中心,通过对马达转速的调节,阀门、流量计、温度、压力的控制,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。自动清洗系统:不同的溶液蒸发一段时间后,可能会发生结垢现象,一般说99%以上的结垢都是可以通过添加化学溶剂除去,一般可以使用CIP原位清洗或者拆除清洗。过程控制系统:装置由一个或几个自动系统控制,可以通过总线在控制室对生产过程进行监视和操作,实现生产的高度自动化。
结晶器主体设备投资318万元(不含安装、离心机及膜处理部分)采用四效强制循环蒸发结晶工艺,顺流操作,即溶液流向为:原料液→一效→二效→三效→四效→浓缩液排出。生蒸汽则首先进入一效蒸发器加热室的壳程,冷凝水回锅炉,一效蒸发器蒸发出的二次蒸汽则进入二效蒸发器的壳程作为二效加热室的加热蒸汽,冷凝后冷凝水进入三效加热室闪蒸;二效蒸发器蒸发出的二次蒸汽作为三效蒸发器的加热蒸汽,冷凝水进入三效加热室闪蒸;三效蒸发器蒸发出的二次蒸汽作为四效蒸发器的加热蒸汽,冷凝水进入四效加热室闪蒸;四效的乏汽由间接冷凝器冷凝,不凝气体由真空泵排出。通过本多效蒸发结晶工艺,可分别得到硫酸钠与蒸发出的冷凝水。传热效率高、操作弹性大、运转可靠。采用真空操作,蒸发温度低并有效降低设备腐蚀。小温差循环操作,换热管不易结垢,操作周期长。采用强制循环蒸发,通过增大循环量进而提升换热器内的管内流速,可有效克服硫酸钠结晶容易结壁的特点。蒸汽消耗,用电功率200KW/h蒸汽按200元/吨,电费按则每小时能耗消耗费用共计900元/h约合每立方水消耗的费用为90元。(不含离心机)主体设备投资350万元(不含安装及离心机部分)作为一种节能高效的蒸发器。废水蒸发器设备正常运行过程不需要蒸汽,实现纯电力加热蒸发。
MVR热泵蒸发器一般采用的换热器形式为降膜式蒸发工艺,适用于浓度低、无结晶、不容易结壁的物料,所以对于本物料系统,在无结晶浓缩阶段采用MVR蒸发器,在溶液结晶饱和的时候采用多效强制循环蒸发器组合工艺。硫酸钠的饱和浓度约为30%,因此采用MVR蒸发器需要控制出料浓度小于30%,即在浓度接近30%时须转入多效蒸发结晶器继续蒸发结晶。通过计算,在MVR蒸发器内蒸发出的水量要控制在,则在多效强制循环蒸发器内蒸发的水量约为。采用组合工艺可有效解决MVR蒸发器不能处理结晶物料的问题。MVR浓缩(蒸汽温升8℃)蒸发器设备成本:450万元/套运行成本:蒸汽消耗(机组密封补汽),蒸汽价格200元/吨,电耗220千瓦/时(主电机、循环泵、真空泵、凝水泵),平均电价;每小时运行成本:*200元/吨+220千瓦*;约合处理每吨水的成本为32元。四效强制循环蒸发结晶器运行成本:蒸汽消耗,电耗140KW/h则每小时运行成本为*200元/吨+140千瓦*;约合处理每吨水的成本91元。则每小时综合成本为136+444=580元/小时,约合每立方水消耗的费用为58元(不含离心机能耗)。MVR设备投资约450万元,四效蒸发结晶器设备投资约240万元,总计约690万元(不含安装、离心机设备价格)。废水蒸发器增加热焓,再返回送入蒸发器加热室内作为热源,替代原生蒸汽循环利用。如东大型废水蒸发器修理
蒸发器每小时蒸发量从小到大分为1-30吨,其中四效蒸发器浓缩比达到10~15%。可以按交钥匙工程交工。如东大型废水蒸发器修理
前一种情况是使杂质留在母液中不随被提纯物晶体一同析出;后一种情况是使杂质在热过滤时被滤去轻易挥发(溶剂的沸点较低),易与结晶分离除去能给出较好的晶体无毒或毒性很小,便于操价廉易得适当时候可以选用混合溶剂选择好溶剂后进行溶解:通过试验结果或查阅溶解度数据计算被提取物所需溶剂的量,在将被提取物晶体置于锥形瓶中,加入较需要量稍少的适宜溶剂,加热到微微沸腾一段时间后,若未完全溶解,可再添加溶剂,每次加溶剂后需再加热使溶液沸腾,直至被提取物晶体完全溶解(但应注重,在补加溶剂后,发现未溶解固体不减少,应考虑是不溶性杂质,此时就不要再补加溶剂,以免溶剂过量)。溶剂量的多少,因同时考虑两个因素。容剂少则收率高,但可能给热过滤带来麻烦,并可能造成更大的损失;容剂极多,显然会影响回收率。故两者应综合考虑。一般可比需要量多加20%左右的溶剂(有人认为一般可比需要量多20—100%的溶剂)。可以在溶剂沸点温度时溶解固体,但必须注重实际操作温度是多少,否则会因实际操作时,被提纯物晶体大量析出。但对某些晶体析出不敏感的被提纯物,可考虑在溶剂沸点时溶解成饱和溶液,故因具体情况决定,不能一概而论。例如。如东大型废水蒸发器修理