国电汉川脱硫废水蒸发结晶项目工艺解析

MVR的基本原理是将蒸发器原本需要用冷却水冷凝的二次蒸汽，经压缩机压缩后提高其压力和饱和温度，增加热烩，然后再送入蒸发加热器作为热源来加热料液。二次蒸汽的潜热得到了充分利用，从而达到了节能的目的。

和传统的蒸发器相比较，MVR蒸发器具有以下优点。

(1)压缩比高，热效率高，节省能源，比能耗低，蒸发1t清水所需能耗是传统蒸发器的1/6-1/5(物料不同时能耗有所变化)，运行成本大大降低。

(2)智能化，可以通过软件监控压缩机的各个运行参数，而且可以得出分析报告。

(3)压缩机采用变频控制，实际使用过程中可针对现场的情况自动进行变频控制。

(4)压缩机系统具有多方位自动保护功能，在温度、压力等发生变化的情况下自动进行保护，保证压缩机的正常使用。

(5)由于其既是加热器又是二次蒸汽的冷凝器，所以不需要另外的冷凝器。

(6)占地面积小、操作人员少，配套的公用工程项目少。

3.2设计基础

MVR蒸发结晶的设计原理是浓盐废水进入MVR蒸发结晶系统时，当浓盐废水温度达到沸点时溶剂开始蒸发，浓盐废水不断浓缩，当废水浓缩至饱和溶液后，溶质以盐的形式结晶出来，因此，浓盐废水的溶解度和沸点是MVR蒸发结晶的关键。根据提供的水样参数可知，废水中的主要物质是氯化钠，查阅文献可知，氯化钠的溶解度随着温度变化波动不明显，而氯化钠溶液中氯化钠质量分数与沸点的关系如图2所示。

图2氯化钠质量分数与沸点的关系

3.3工艺描述

3.3.1浓盐水运行路线

原水浓缩后的高含盐水作为原液进入原液槽，在进料泵加压后经过预热进入蒸发结晶器单元，结晶器的液位计控制调节原料进料阀门，从而控制物料的进料量。结晶器内物料在设定的温度下蒸发，物料温度及蒸发温度由压缩机的设定值确定，可在一定范围内调节。结晶、干燥流程如图3所示。

图3结晶、干燥流程

物料在循环泵的推动下经加热器加热，沿结晶器中心管上升，在液面表面蒸发，产生最大过饱和度，由于同时有大量的晶粒随液体一同循环，液面蒸发时有大量的晶粒存在，使过饱和度消耗在晶粒生长上，避免了自发形成晶核。结晶器中设有密度检测仪，当物料的密度达到设定值时，晶浆泵开始将晶浆送至离心分离单元。

结晶器内部设有高效捕沫器，可以提高汽液分离效率，降低雾沫夹带对冷凝水的污染以及对蒸汽压缩机的腐蚀。经过多次的循环蒸发、去沫、汽液分离后，水分被蒸发出去，盐水中氯化钠的质量分数不断提升，当“盐含量自动检测系统”检测到母液中氯化钠的质量分数达到设定值时，蒸发系统进入稳定工作状态。

溶液中的氯化钠达到过饱和状态开始连续结晶析出，当固液比达到设定值时，晶浆混合物通过排料泵送至旋流器进行体外浓缩，清液回流至原料液罐，浓缩液进入晶浆罐，晶浆罐浓浆进入离心机进行脱水，离心后的母液回流至原料液罐，湿氯化钠晶体进入干燥系统，将含水率降至0.5%，最终得到产品纯度达97.5%的氯化钠结晶盐。

3.3.2蒸汽运行路线

蒸发结晶器中产生的二次蒸汽进入蒸汽压缩机加压升温后继续进入蒸发器中为废水加热，在蒸发器中发生相变，释放能量后转为冷凝水。

3.3.3蒸汽压缩机系统

该系统采用强制循环蒸发结晶工艺，系统运行过程中，母液随运行时间的增加被不断浓缩，母液中的杂质含量升高，同时沸点也随之升高。为保持蒸发量不变，必须提高压缩机温升。离心式压缩机温升可调性较差，同时需要考虑蒸汽温度和压力波动导致的“喘振”现象。为保证系统正常稳定运行，该系统选用温升适应范围更宽的罗茨式压缩机。

罗茨式压缩机为容积式压缩机，温升可调范围宽，适用于蒸汽量较小且需要较高温升的场合，单台压缩机即可实现温升16℃以上。相对于多级串联实现温升达到设计要求的离心式压缩机，单级罗茨式压缩机效率更高、更节能。

二次蒸汽经压缩后进入蒸发器的加热器管程并发生相变，释放热量后转变为汽凝水。

3.3.4冷凝水运行路线

蒸发器换热产生的冷凝水进入冷凝水罐收集，与原料液换热后，进入冷凝水回收系统。

4结论

联合使用膜浓缩和MVR蒸发结晶工艺后，脱硫废水中的水以冷凝液的形式被最大限度回用，溶解盐被分质结晶，得到纯度为97.5%的工业精致二级盐，实现资源化利用。国电汉川发电有限公司脱硫废水蒸发结晶系统投运后，按照年运行8000h计算，每年可节水272800t，少产生固体废弃物6960t在实现电厂废水“零排放”的情况下，降低了水处理成本，提高了企业经济效益。

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