机械式蒸汽再压缩技术应用于盐废水回收实验研究
机械蒸汽再压缩(MVR)技术在淡盐水浓缩中的应用
图１ ＭＶ Ｒ蒸 发浓 缩热 流 图
在实际生产应用 中 ，就是将 南生产介质中蒸发而来 的低温 、低压 的二次蒸 汽通 过机械再压缩 以提高蒸汽 的
２ 淡 盐 水 浓 缩 工 艺 的选 择
蒸发 浓缩 操作 技 术 国 内 目前 普 遍采 用 多效 蒸发 工
温度 、压力 和热焓 ，压 缩后的蒸汽进入蒸发器 与生产 介 艺 ，其原理是利用前效蒸 发产生 的二 次蒸 汽 ，作 为后效
质换热冷凝 ， 生产介 质得以蒸发浓缩 同时产生二次蒸汽 ， 蒸发器 的热 源 ，最后 １ 效 蒸汽通过表冷器循 环水冷凝 以
达到充分利用系统内蒸 汽潜热 的要求 ，Ｍ Ｖ Ｒ蒸发浓缩 的 及真 空泵产生 系统 负压 。卤水 真空制盐 Ｔ艺一般采 用 ５
热流 图见 冈 １ 。Ｍ Ｖ Ｒ生产装 置除在冷启 动开车或负荷提 效蒸发 ，但 不论采 用几效蒸发工艺 ，蒸发过程一直需要 高 较大时 ，需要少量生蒸 汽外 （ 金桥益海装置蒸发能力 ｝ 肖 耗 大 量的生 蒸汽 ，对 于 ５ 效 蒸 发工艺 ，蒸发 １ ｔ 水 的
金桥益海根 据所处化工 园区周边原料 资源 、能源等 凝水 ，同时淡盐水 再次产 生二次蒸汽达到循环利用。 多 方 面情况 进 行分 析 ，最 终确 定采 用 国外 成熟 的 ＭＶ Ｒ
蒸汽冷凝 水流程 ：二次饱 和蒸 汽在降膜蒸发器 与强
罐 ，部分高温 冷凝水补入蒸 汽洗涤塔 ，以确保蒸汽 的洗
系统 ，公 司引进 瑞士某公司的机械蒸汽再压缩 （ Ｍ Ｖ Ｒ） 淡盐 水浓缩技术 ，在解决生产 工艺 中水平衡 的 同时 ，给
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机械热压缩制盐工艺研究
机械热压缩制盐工艺研究摘要：面对日益激烈的市场竞争，传统制盐工艺在能耗、效益、质量等方面与先进制盐工艺的差距变得越来越明显，采用更加先进的制盐工艺以显得迫在眉睫。
本为对机械热压缩制盐工艺的工作原理及工艺流程进行了研究和探索。
关键词：制盐机械热压缩工艺一、机械热压缩制盐的发展制盐业是一项古老的行业，最初的制盐方法为滩晒固体盐，自后逐步发展为敞口锅蒸发制盐。
19世纪80年代，英国率先采用了真空制盐技术，此后美国将这种技术进一步发展为多效真空蒸发技术。
然而由于工业水平和设备问题，敞口锅蒸发制盐到真空蒸发制盐经历了较长的发展历程，直到上世纪20年代，多效真空蒸发制盐技术餐逐步成熟和发展起来。
机械热压缩制盐工艺于1885年在法国的萨拉特(salet)制盐厂采用并获得成功，当时的规模还很小，每月的产量不足200 吨，因为当时采用的压缩机构还不够完善，能量消耗也较大，当时每生产一吨盐耗电量达到200 千瓦时。
上世纪30 年代埃舍尔维斯公司（EscherWyss）成功研制除了离心式涡轮压缩机后，机械热压缩制盐工艺才得到了逐步普及。
与西方发达国家比较，我国的制盐工业起步较晚，真空制盐工艺在上世纪依然是主要的制盐工艺。
近年才各大制盐企业才逐步开始使用机械热压缩制盐工艺。
二、机械热压缩制盐工艺机械热压缩制盐工艺是采用热泵节能技术的一种先进技术。
热泵即通过部分能量消耗，实现能量的转化，再经过能量转换，将低温物体转变成为高温的一种热能转换装置，能量消耗能够以蒸汽能、机械等形式出现。
在机械热压缩制盐工艺中多采取压缩式热泵，能够有效实现余热回收，也就是能够把低压废蒸汽进行加压后再进行二次利用，压缩式热泵的主要特点为依靠转子高速运动，使流体流经叶片间通道过程中，流体和叶片间的作用力相互作用，实现能量转换，从而达到节约能源，全面提升能源有效利用效率的最终目的。
由于机械热压缩制盐工艺在节能方面的突出效果，引起了各国制盐行业的广泛关注，发展十分迅速。
MVR处理含盐废水机理研究
MVR处理含盐废水机理研究高含盐废水是工业废水中较常见的一种，它是指总含盐量（以NaCl含量计）至少为1%的废水[1- 4]，属于难处理的废水之一。
机械蒸汽再压缩处理技术（MVR）是利用蒸发器中产生的二次蒸汽经压缩机再压缩压力、温度升高，热焓增加后作为加热蒸汽使用，加热蒸汽本身则冷凝成水后回收利用。
MVR回收利用二次蒸汽的大量潜热，在运行的整个过程中只需要初次补入热源，之后便可循环利用二次蒸汽，消耗的只有少量的电能，被认为是最具有发展潜力的高含盐废水近零排放技术。
1.MVR内部流体流动和传热过程的数值模拟图1给出MVR板式薄膜换热器二维模型，对板式薄膜换热器的废液通道进行二维数值模拟。
板式薄膜换热器工作压力20kPa，工作温度60℃左右。
1.1网格划分。
MVR板式薄膜换热器二维模型简单，因此直接采用结构化四边行网格划分方法。
通过网格划分质量检查，能量方程和连续性方程的残差值均小于1×10- 6，网格符合数值计算的要求。
1.2 边界条件。
边界条件的设置对模拟结果的影响很大，合理的边界条件是数值模拟的基础，同时也是模拟计算可靠与准确的保证。
MVR处理对象为模拟脱硫废水，废水入口设置为质量流量入口，入口质量流量取0.003kg/s，入口温度设为40℃，入口截面的压力为20kPa，均匀分布；废水出口采用压力出口。
1.3数值模拟模型选择。
数值计算模型增加以下几点假设：模拟流动状态为稳态；因整个过程是在低速流动中进行的，所以忽略流体流动时的粘性耗散产生的热效应。
根据研究对象的具体特点，采用层流模型进行计算。
2. MVR中流动与传热过程分析2.1 速度场分布。
远离热交换膜的方向模拟脱硫废水速度变大，这是因为废水的流动状态为层流，分子粘性力较大，越靠近热交换膜壁面，流动速度越小。
紧贴热交换膜壁面的废水速度小，流动慢，这有利于废水与加压二次蒸汽通过热交换膜进行热交换，不过，废水流动速度不宜过小，否则会造成废水的堆积，产生流动死区，影响板式薄膜换热器换热效果。
高盐化工废水处理工艺研究进展
高盐化工废水处理工艺研究进展摘要：在化工行业快速发展的同时，也伴随着许多化工废水的排放，而其所引起的环境污染也日益严重。
在化学工业中，废水的结构复杂，难降解，毒性大，其处理过程复杂，不仅要花费巨大的投资，还会加剧当前的环境污染。
在所有化工行业中，含盐化工废水的排放是最多的，因此，要想改善含盐化工废水，就有必要对其进行处理。
基于此，本文对高盐度化工废水处理工艺进行了详细的分析。
关键词：高盐化工废水；处理技术；废水处理1.高盐废水治理现状1.1高盐化工废水治理的必要性在化工行业的生产运行中，都会产生一些带有污染性质的废水和废气，它们会对工厂周围的生态环境产生一定的影响，也会污染周围居民的日常生活环境，对他们的身体健康不利。
所以，如何有效地控制化学污染物，特别是高含盐量的化学废水，是值得有关部门关注的问题。
目前，随着化学工业的持续发展，其产生的高含盐量的化学污水也在逐年增多，因此，污水的治理和二次利用问题，已成为制约我国化学工业发展和环境保护的关键问题。
高盐浓度的化学污水治理技术通过对污水中的有毒物质进行有效的分离，并对其中的无机盐组分进行二次资源化，从而达到有效的环境保护和资源节约的目的，并为企业节约成本的目的。
因此，要对高盐废水处理工艺进行持续的调整和升级，对废水处理技术和处理效率进行提升，并制定出一套严格的废水控制体系，构建出一套绿色发展的模式，从而推动公司的进一步发展。
1.2 高盐化工废水的治理难点在目前工业条件下，对含高浓度盐分的污水进行处理，技术要求更高、难度更大，投资更大，但在实践中的效果并不明显。
很多企业为了快速提高自身的废水处理技术，都会向国外和国内的化工企业学习。
然而，单纯的复制和套用已有的教学模式，并不能很好地改善教学质量。
由于精细化学品生产具有其特殊性，在不同时期、不同环节所产生的废水的成分、浓度等均不相同，所以单纯的重复已无法从根本上解决污水处理的问题。
而随着化工行业的发展，越来越重视经济利益，所以很多公司的管理者都会尽量减少投资、减少成本，以求经济利益最大化。
(2023版)高含盐工业废水处理技术现状及研究进展(新版)
所属行业: 水处理关键词：废水处理含盐废水工业废水石油化工、电力和煤化工等工业生产过程中，会产生大量的含无机盐的废水。
这些废水含盐量高，属于高含盐废水 [1]。
此类废水如果直接排放将会破坏周边土壤、使水体含盐量升高，同时浪费矿物资源。
因此，研究如何有效处理该类高含盐废水非常重要。
处理高含盐废水的基本思路是以低投资及运行成本把盐和水分离，并分别进行回收利用。
虽然简单的蒸发过程能够实现，但能耗较大。
近年来一些新技术、新工艺的应用，大大降低了分离成本，使高含盐废水的回收利用技术得到了快速发展。
1 高含盐废水的浓缩处理技术1.1 热浓缩技术热浓缩是采用加热的方式进行浓缩，主要包括多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)和机械式蒸汽再压缩(MVR)技术等。
MSF 是最早应用的蒸馏技术，因其工艺成熟、运行可靠，在全世界的海水淡化中得到了广泛的应用。
但存在热力学效率低、能耗高、设备结垢和腐蚀严重的缺点。
MED 是将几个蒸发器串联运行，使蒸汽热得到多次利用，从而提高热能的利用率。
MED 较MSF 的热力学效率高，但占地面积大。
MED 的热力学效率与效数成正比，虽增加其效数可以提高系统的经济性，降低操作费用，但会增大投资成本。
MVR 技术利用压缩机将蒸发器中产生的二次蒸汽进行压缩，使其压力、温度、热焓值升高，然后再作为加热蒸汽使用，具有占地面积小、运行成本低的优势。
相对于 MED 而言，它可以将全部二次蒸汽压缩回用，减少了生蒸汽的用量，因此更加节能。
金桥益海(连云港)氯碱有限公司采用MVR 技术浓缩淡盐水，其热力学效率相当于多效蒸发的 20~30 效，极大地降低了淡盐水浓缩成本。
中盐金坛盐化有限公司引进机械再压缩制盐工艺，相对于多效真空蒸发制盐工艺，节约近25%以上的能耗[4]。
在国外， MVR 技术已广泛应用于食品、化工和制药等行业。
国内， MVR 技术在制盐工业上已有应用的实例且节能效果显著，但在含盐废水处理方面，仍处于研究和试运行阶段，主要是由于高含盐废水成份较海水复杂，且物理化学性质与海水具有较大的差别。
机械热压缩制盐工艺在盐硝联产中的应用
盐业与化工
Journal of Salt and Chemical Industry
33
机械热压缩制盐工艺在盐硝联产中的应用
陈留平， 赵营峰 （ 中盐金坛盐化有限责任公司， 江苏 常州 213200 ）
摘 要： 文章简单介绍了机械热压缩制盐工艺流程和工艺参数 ， 并通过多效真空蒸发
蒸 发加母液回收工艺 ， 在产盐的同时得到无水芒硝
收稿日期： 2012 － 03 － 13 作者简介： 陈留平（ 1967 —） ， 男， 江苏金坛人， 主要从事盐化工技术研究和管理工作。 联系方式： 13961175739
2008 ： 68． 成这种现象的原因主要是由于电石原料生产过程的 ［ 2］ 杨建新， ．北 徐成， 王如松． 产品生命周期评价方法及应用［M］ 能耗过大， 从而导致电石法整体能耗水平上升 ， 对于 聚氯乙烯产品而言今后要大力发展能耗较低的乙烯 法， 逐步降低电石法生产出的聚氯乙烯产品比例 ， 这 样有助于聚氯乙烯产品的节能降耗工作 。
制盐加母液回收与单级机械热压缩制盐加母液回收两种制盐工艺的比较 ， 分析了机械热压缩 制盐加母液回收制盐工艺的优点 ， 进行了能耗对比， 得出了 MVR 制盐工艺能够节约能耗 25% 以上的结论， 此工艺具有广阔的推广应用前景 。 关键词： 机械蒸汽再压缩； 制盐； 盐硝联产； 艺硝型卤水 文献标识码：A 文章编号：1673 － 6850 （ 2012 ） 07 － 0033 － 04 中图分类号：TQ125． 1
蒸汽压缩系统主要是由压缩机、 洗汽塔及减温 洗汽装置组成。 蒸汽压缩机： 蒸汽在蒸汽压缩机 TC － 210 中提升压力， 压缩 蒸汽在较高温度下冷凝。蒸汽的饱和温度高于在蒸 发系统 EV － 210 里循环的浆液温度， 因此料液被压 HE － 212 壳 缩蒸汽加热。蒸汽在加热室 HE － 211 、 层冷凝。部分二次汽用预热器 HE － 215 预热卤水。 蒸汽洗涤器：
分盐：高盐废水单质提盐技术之我见
高盐废水单质提盐技术之我见煤化工污水经过脱酚脱氨、生化处理、中水回用等步骤后，高盐废水中的氯化钠、硫酸钠和其他一些有机、无机杂质难以处理且处理费用昂贵。
而氯化钠和硫酸钠两种盐分的工业使用量很大，白白丢弃非常可惜。
因此，对高盐废水的提盐具有重要意义。
目前，在多种煤化工废水处理技术中，有3条工艺技术路线的发展前景看好：1、反渗透加机械式蒸汽再压缩技术加多效蒸发及变温结晶目前，高盐废水（含盐量≥1%）的处理规模约为几十到几百立方每小时。
该废水通过普通反渗透及高盐反渗透浓缩后（约为7-8%），在未饱和之前可以先用机械式蒸汽再压缩技术或多效蒸发进行浓缩，最后进入蒸发结晶系统脱盐。
由于机械式蒸汽再压缩技术真空蒸发的节能效果明显，愈加受到制盐企业的重视。
2014年10月，中煤鄂尔多斯能源化工有限公司利用该工艺路线，完成国内首例现代煤化工废水零排放项目的开车。
该项目有效地将废水中混盐结晶分离，蒸发所得纯净水实现中水回用，一定程度上减轻了企业的经济负担、填补了国内空白。
但是由于机械式蒸汽再压缩技术系统操作范围较窄，要求条件较苛刻，当废水中盐组分变化较大，或由于母液返回化学需氧量变化较大致使其沸点升高变化较大时慎用。
2、反渗透加电渗析膜/正渗透加多效蒸发及变温结晶电渗析离子膜技术是离子膜渗析扩散和电化学过程的结合。
采用均相的选择透过性离子膜，在外加直流电场的驱动下，在常温常压下实现离子的定向迁移，分离效率、浓缩比、电流效率均可以达到较高水平。
含盐废水通过普通反渗透后浓缩为约3%、或海水反渗透浓缩约为4%-5%，经电渗析离子膜/正渗透后总溶解固体可浓缩到20%以上，浓缩倍数是传统工艺的4倍，极大减少了后续进入结晶分盐的水量，大幅度降低了煤化工废水“零排放”的系统能耗。
在这个过程中，电渗析膜及正渗透都是很有前途的高浓度盐水浓缩技术，可一定程度上代替机械式蒸汽再压缩技术。
相比于机械式蒸汽再压缩技术，其投资及运行费用有相对优势，但电渗析膜产水不能达到回用标准，需要进一步处理。
机械蒸汽再压缩硫酸铵废水处理系统的
Ｅｘ ｒ ｙ ａ ａ ｙ ｉ ｆｓ ｓ ｅ ｏ ｍ ｍ ｏ ｉ ｍ ｕ ｆ ｔ ｓ ｅ ｔ ｒ ｅ ｇ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ｙ ｔ ｍ ｆ ｒ ａ ｎｕ ｓ ｌａ ｅ ｗａ ｔ ｗａ ｅ
Ｎ ｎｉ １ ０ ６ Ｊ ｎ ｓ ｒｖ ｃ ， ｈｎ ； ．ｉ ｇｕＬ ｋ ｈ ｒ ｌ ｅｈ ｏ ｇ ａｊ ｇ２ ０ １ ， ｉ ｇｕＰｏ ｉ ｅ Ｃ ｉａ ２ Ｊ ｎ ｓ ｅｅＴ ｅｍａ Ｔ ｃｎ ｌ ｎ ａ ｎ ａ ｏ ｙ
Ｌｍ ｔ ｏ ｐ ｎ ， ｉｇｉ ｇ２ ４ ０ ， ｉｎｓ ｒｖｎｅ Ｃ ｉａ ｉ ｉ ｄＣ ｍ ａ ｙ Ｊ ｊ ｎ １ ５ ０ Ｊ ｇｕＰｏｉｃ ， ｈｎ ） ｅ ｎ ａ ａ
２ ４０ １５０） （ ．南京航空航天大学 能源与动力学 院，江苏 南京 ２０ １ ；２ １ １０６ ．江苏乐科热力科技有限公司 ，江苏 靖江
摘要 ： 为全 面反应机械蒸汽再压缩硫酸铵废水处理系统的用能情况 ， 提高系统的效率 ， 采用 以热力学第 二定律为基 础 的尢分 析方法 ， 甩 对系统进行了分析。将硫 酸铵废水视 为实际溶液 ， 立了实际物 流的炯分析模 型 ， 建 运用 工厂实测 数据对系统进行 了分析计算 ， 研究 了参量 ： 压缩 比、 蒸发温度和一效排 出浓度 对系统炯效率 的影 响并 根据测算结果
ｔ ｅ ｔ ｅ ｔ ｗｉｈ ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌｖ ｐ ｒ ｒ ｃ ｍ ｐ ｅ ｓｏ ｒ ａ ｍ ｎ ｔ ｃ ａ ｉ ａ ａ ｏ ｅ ｏ ｒ ｓｉｎ
ＬＩ ＡＮＧ ｎ Ｌｉ ，ＨＡＮ ｎｇ Ｄｏ ，ＰＥＮＧ Ｔａｏ
（ ． ｏ ｅｅｏ Ｅ ｅｇ １ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｎ ｒ ｌ ｙ＆ Ｐ ｗ ｒ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｎａｊ ｇＵ ｉ ｒ ｔ ｏ ｅｏａ ｔ ｓ ｎ ｓ ｏａ ｔ ｓ ｏ ｅ ｇｎｅｉ ， ｎｉ ｎｖ ｓｙ ｆ ｒｎ ｕｉ ｄＡ ｔ ｎ ｕｉ ， Ｅ ｎ ｎ ｅ ｉ Ａ ｃａ ｒ ｃ
机械蒸汽再压缩技术在高氨氮废水处理中的应用
化工机源自械 ２ ０ １ ３链 机械 蒸 汽 再 压 缩技 术 在 高氨 氮 废 水 处 理 中 的应 用
申 涛 赵 旭
（ 天 华 化 工 机 械及 自动 化 研 究 设 计 院 有 限公 司 ）
摘 要
将 ＭＶ Ｒ技 术和 汽 提 脱 氨 技 术 有 机 结 合 ， 创 新 性 地 提 出 了 节 能 的 ＭＶ Ｒ 汽提 脱 氨 技 术 。通 过 和
文 献标 识 码
Ｂ
文章 编号
０ ２ ５ ４ — ６ ０ ９ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ０ ８ １ ６ － ０ ４
机 械 式 蒸 汽 再 压 缩 （Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｖ ａ ｐ ｏ ｒ Ｒ ｅ —
品不 纯 ， 无 法 工 业 回用 。笔 者 将 Ｍ Ｖ Ｒ 技 术 引 入
示 。将 经 过 预 处 理 后 的 高 氨 氮 废 水 与 脱 氨 后 的废水预热后 ， 进 入 到 汽 提 脱 氨 塔 内进 行 汽 提
脱氨 ， 脱 氨 后 的 废 水 和 预 处 理 来 的 含 氨 污 水 换 热 后 排 出 。 汽 提 塔 塔 顶 出 来 的 含 氨 蒸 汽 经 过
耗量大 幅度 降低 。 ２ 工艺 参数选 择 ２ ． １ 汽提脱 氨塔 操作参 数 的选择
外， 通 常 由 于 废 水 水 质 比较 复 杂 ， 因 此 仅 仅 用
ＭＶ Ｒ进行 蒸 发 结 晶 不但 蒸 发 量 大 而且 得 到 的产
｛ 申 涛， 男， １ ９ ７ ７ 年 １ １月生 ， 工程师。甘肃省兰州市 ， ７ ３ ０ ０ ６ ０ 。
第４ ０卷
第 ６期
化
工
机
械
８ １ ７
机械蒸汽再压缩技术在高氨氮废水处理中的应用_申涛
［ 1］ 蒙宗信， 何荣炽． 蒸汽再压缩热泵的黑液降膜蒸发 J］ ． 制冷， 1995 ， 14 （ 1 ） ： 5 ～ 9． 传热研究［ ［ 2］ 韩东， 彭涛，梁林， 等． 基于蒸汽机械再压缩的硫酸 J］ ． 化工进展， 2009 ， 28 （ z） ： 187 氨蒸发结晶实验［ ～ 189． ［ 3］ 梁林， ．化 韩东． 蒸汽机械再压缩蒸发器的实验［J］ 2009 ， 28 （ z） ： 358 ～ 360． 工进展， ［ 4］ 黄成． 机械压缩式热泵制盐工艺简述［ J］ ． 盐业与化 2010 ， 39 （ 4 ） ： 42 ～ 44． 工， ［ 5］ 高丽丽， 张琳， 杜明照． MVＲ 蒸发与多效蒸发技术 J］ ． 现代化工， 2012 ， 32 （ 10 ） ： 的能效对比分析研究［ 84 ～ 86．
m— — —相平衡常数。
（ 2 ） 可以计算出氨氮汽提所需要的 由式（ 1 ） 、 最小蒸汽量， 设计过程中根据实际情况选择汽提 蒸汽量 V = 1． 3 ～ 1． 5 V min 。 2． 3 汽提脱氨塔阻力降的计算 为了减少汽提脱氨塔的阻力降， 本系统选用 填料塔作为汽提脱氨塔， 在计算汽提脱氨塔阻力 降之前首先对汽提脱氨塔塔径及传质单元数进行 计算。填料塔塔径的大小是根据生产能力与空塔 气速来计算的， 空塔气速计算公式为：
第 40 卷
第6 期
化
工
机
械
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图1
MVＲ 汽提脱氨工艺简图 Ya — — —进塔气相中氨氮的摩尔分数； Y* — —出塔气相中氨氮与液相组成 X b 平 b — 衡的摩尔分数。 由亨利定律可知：
Y * = mX （ 2）
为了尽量多地回收系统热量， 将精馏塔塔釜 出来的高温水先通过精馏预热器用于加热稀氨水 后， 再经过二级预热器加热高氨氮污水然后外排 。 对于 MVＲ 汽提脱氨系统来说， 汽提脱氨在 待汽提 启动前需要一定量的启动蒸汽进行预热， 塔操作温度达到要求时， 无需外加新鲜蒸汽。 由 于仅精馏塔消耗少量的蒸汽， 使装置整体蒸汽消 耗量大幅度降低。 2 2． 1 工艺参数选择 汽提脱氨塔操作参数的选择 由于气液平衡中氨的平衡浓度受温度的影响 非常大， 废水的温度达到 100℃ 以上时， 液相水中 降低汽提脱氨的 氨氮平衡浓度接近于零。 另外， 操作压力可以使液相中氨的平衡浓度进一步降 低， 因此对于汽提脱氨来说， 结合 MVＲ 特点， 将 汽提脱氨塔的操作温度确定为 98 ～ 100℃ ， 操作 压力为 0． 10 ～ 0． 95MPa。 2． 2 汽提蒸汽量的计算 汽提脱氨最小汽液比计算公式为 ： 式中 式中
蒸汽机械再压缩工艺技术在盐化工生产中的应用
158国家在推出《盐改》政策的同时，也加强了对环保节能工作的重视，颁布了很多的绿色政策来保守生态环境。
传统的盐化工生产工作会造成很多的污染与浪费，在多种政策颁布影响下，盐化工企业面临着巨大的挑战。
在这样的生产背景下，蒸汽机械再压缩（MVR）工艺技术应运而生。
MVR工艺是近几年一种新型的技术方法，这项技术是以科学技术为依托来开展工作，具有生产成本低、耗费能源少、技术自动化的特点。
也正是因为这些特点优势，受到很多盐化工产业的追捧和青睐。
总之，MVR工艺技术在盐化工生产工作中发挥了重要的作用，对于盐化工企业的生产发展有着重要的意义。
1 MVR工艺技术原理MVR工艺技术是一项新型的制盐技术，近几年来这项技术不断的被优化创新，对于盐化工企业具有重要的作用。
MVR工艺技术的工艺最大特点就是利用传统多效蒸发废弃的末效二次蒸汽全部热量，实现了单效作业，能够在极小的温差代价下实现较高的蒸发效率。
MVR技术应用原理是：首先原料卤水经过加热之后进入单效蒸发罐，洗去氯离子后再进入到蒸发压缩机内进行压缩环节，经过压缩环节的蒸汽经冷凝水在消除过热后会返回蒸发罐加热室，一般被当做热源来使用。
经过层层环节的盐浆会通过盐脚排出，之后盐浆会在离心机中展开脱水环节。
脱水环节过后，在将其放入干燥器内进行干燥。
离心机母液返回系统，经过变频调节循环泵流量进而降低加热管循环流速等方式控制盐产品的粒度，保证满足市场要求[1]。
2 MVR工艺技术的应用背景 工业用盐和Na 2CO 3、H 2、Cl 2及其它含Cl类工业产品的制造关联密切，工业制造对于盐的使用量巨大，是保证工业制造顺利进行的重要前提条件，而食用盐与人民群众的生活息息相关。
自《盐改》新政实施以来，食用盐的生产质量不断提高，保证了人民群众食用盐的安全。
而MVR工艺技术的应用，可有效提高盐化工生产效率，保证盐的供应量。
盐化工企业要实现经济效益的发展，就要科学的应用MVR工艺技术，充分发挥MVR工艺技术的作用。
机械压缩蒸发盐硝联产新工艺研究探析
1.2 MVR(单效机械热压缩)和ME(多效蒸发)技术的应用单效机械热压缩与多效蒸发技术相比，它们两者之间有着一定的相似点，就是都是属于制盐生产中的蒸发制盐，但是最大的不同就是单效机械热压缩利用的是机械压缩机，它在生产过程中将蒸发中的二次蒸汽进行回收后继续蒸发使用，因此它实际上是在一个设备之内将蒸汽循环利用，一般情况下需要一台蒸发罐即可完成工序。
在正常生产过程中，不需要不断的去补充蒸汽，所以这个单项机械热压缩技术，它只会消耗大量的电能，而不会去消耗蒸汽呢，这是他本身最显著的特点。
但是不得不说明的就是单校机械热压缩对电的消耗比多效蒸发技术要多得多，而多效蒸发技术是将蒸汽首次供应在蒸发中，各阶段产生的二次蒸汽能够下一次利用，但是末效产生的蒸汽就不能够进行利用了，最后是在低温低压大容量的情况下借助于冷却水的作用将其排出系统维持整个设备的生产，因此多效蒸发技术，它的特点是蒸汽能多次利用，不需要像单效机械热压缩中利用大功率的电器，它的耗电量极少，这事多效蒸发技术的特点。
结合当前我国对电能和技能的换算值，使用单效机械热压缩技术要比多效蒸发技术节省1/3左右的资源。
同时当前使用单项机械热压缩技术，符合可持续发展节能减耗的国家政策，可是该技术虽然节约了消耗，但是生产成本却没有降低，还有可能会更高，因为生产的成本和社会上的汽和电价格有密切关系，例如如果汽的价格较为便宜，而电价却上涨了，那么即使是能耗下降，利用单效机械热压缩技术，它的成本也不会明显的下降。
这是之前我国没有大力将单校机械热压缩技术，在工业行业制造中推广的原因。
两者由于技术不同，所以设备配置的方式有所差异，这会涉及基建投资和设备投资费用[2]。
在相同条件下MVR 技术比ME 技术总投资增加10%左右，但是这些投资只是眼前的，随着后期的收益，这些投资能够很快的回收，并且对整体工厂的生产带来极大的利润。
1.3 MVR技术的硝盐联产工艺发展前景在硝盐联产工艺中，利用MVR 技术代替硝盐联产中逆流多效制硝蒸发方法，硝盐分离仍采用制盐行业的盐硝分离系统工艺技术，这样有70%的产品硝会从MVP 系统中生产出。
一种高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统及方法[发明专利]
![一种高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a9f1ce3b80eb6294dc886cc9.png)
专利名称：一种高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统及方法
专利类型：发明专利
发明人：姜伟立,陆嘉昂,公彦猛,常闻捷,刘树洋,周海云
申请号：CN201710107485.8
申请日：20170227
公开号：CN106669207A
公开日：
20170517
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统，包括合理布置连接在一起的原料罐、第一预热器、第二预热器、MVR蒸发器、气液分离器、压缩机、第一循环泵、冷凝液罐、强制循环蒸发器、第二循环泵、结晶器、离心机和蒸汽发生器。
本发明方法将高盐废水经过上述系统处理后，实现了二次蒸汽的充分利用，具有成本低、连续性好、节能效果好，结晶盐品质高的优点。
申请人：江苏省环境科学研究院
地址：210036 江苏省南京市鼓楼区江东北路176号
国籍：CN
代理机构：南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：肖明芳
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机械蒸汽再压缩处理高盐有机废水进展
机械蒸汽再压缩处理高盐有机废水进展摘要：本文综述了高盐有机废水的危害及处理方法，分析了机械蒸汽再压缩技术（MVR）的原理、设备和优缺点，结合文献阐述了去除指标和达标排放的案例，着重介绍了MVR高盐有机废水的技术问题和解决方、能耗和成本，为工程指导和经济技术分析提供了参考。
关键词：机械蒸汽；再压缩；高盐有机废水引言含盐废水是指质量分数至少为1%总溶解固体（TDS为10OOOmg/L）的废水，高盐废水的TDS为35OOOmg/L质量分数为3.5%），部分高盐废水中TDS甚至高达100000-600OOOmg/L。
高盐废水含有大量可溶性的无机盐，如Cl-，SO2-4、Na+和Ca2+，Mg2+等，部分工业有机高盐废水中还含有Cu2+，Zn2+，Pb2+，Cr2+，Cd2+等金属离子，是目前难处理的废水之一。
高盐有机废水的化学耗氧量COD高达几千、几万甚至十几万mg/L，其中的高浓度无机盐和难降解有机物排放会造成严重的环境污染，对土壤及地表水、地下水造成破坏。
1 MVR简介常见处理高盐废水的方法有化学法、生物法和物理法。
化学法有离子交换、电解和微电解、高级氧化等。
郑常春等各种高级氧化技术的投资成本低，但是运行成本普遍较高。
生物法有好氧法和厌氧法。
施帅帅等的研究发现当盐度增大时，生物法处理时会出现问题：处理时间加长，去除率明显下降。
物理法有膜分离和蒸发，膜分离成本较高，目前应用广泛的脱盐技术是蒸发。
机械蒸汽再压缩（MVR）是最新节能型的技术，自世界能源危机以来越来越受重视。
2007年MVR技术引入中国后，已被广泛应用于乳品行业，食品加工和废水处理等领域。
天津科技大学探寻了MBR法在高盐废水处理中的应用，其主要研究目的是探寻梯度增加盐度的自然化污泥和稳定盐度投加嗜盐菌生物的强化驯化污泥对MBR （膜生物反应器）的影响。
梯度加盐自然驯化的活性污泥适用于低负荷的含盐污水处理，而稳定盐度投加嗜盐菌生物强化驯化的活性污泥，适用于高负荷的含盐废水处理1.1 基本原理MVR技术在1917年发明，第一台MVR设备在奥地利被设计安装。
无预处理晶种法机械蒸汽再压缩浓缩系统在电厂高含盐废水处理的应用
无预处理晶种法机械蒸汽再压缩浓缩系统在电厂高含盐废水处理的应用摘要：机械蒸汽再压缩技术（MVR）具有较好的节能性和经济性，是废水减量化处理中常见的一种技术路线。
本文主要根据无预处理晶种法机械蒸汽再压缩浓缩系统在茂名电厂高含盐废水处理的应用，讨论其运行可靠性、经济性。
运行表明，无预处理晶种法机械蒸汽再压缩浓缩系统在处理电厂脱硫废水和酸碱再生废水时，具有较高的稳定性和产水率，同时能耗相对较低，但是在长期运行时，有一定的结垢倾向，需要增加相应的防垢或清洗措施。
关键词：机械蒸汽再压缩技术; 含盐废水; 经济性;引言2015年《水污染防治行动计划》中要求：用水单位提高用水效率、控制污染排放；到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善，污染严重水体较大幅度减少，“狠抓工业污染防治”成为重要任务。
一系列法规政策的出台和实施显示提高火电厂用水效率，实现水资源梯级利用甚至零排放，已经成为火电企业未来发展的必然趋势，已经成为火电企业未来发展的必然趋势。
根据相关国家标准对再生水用水水质要求，将火力发电厂各生产系统中废水直接或经简单处理后回用于厂内工业生产、生活杂用以及绿化用水等，提高废水的重复利用次数，以实现废水梯级利用。
茂名电厂全厂末端废水主要为化学再生废水、精处理再生废水和脱硫废水处理系统出水，共计15m3/h。
目前脱硫废水处理系统出水采用三联箱工艺处理，处理后产水去7#机组煤场喷淋；化学再生及精处理再生废水用作厂房地面冲洗水。
末端废水由于其含盐量和氯离子含量高，回用难度大。
若用于煤场喷淋用水，长期运行可能会危害输煤系统相关设备的正常运行，且大量的氯离子仍回到锅炉系统，也会造成不利影响。
此外，随着远期环保政策及法规的进一步严格要求，全厂15m3/h末端废水需实现废水零外排。
要实现15m3/h末端高含盐废水的零排放，需要先对末端高含盐废水进行减量处理。
根据浓缩原理的不同，末端高含盐废水浓缩减量工艺可分为膜法浓缩工艺和热法浓缩工艺[1]。
高盐废水蒸发技术
高盐废水蒸发技术是一种处理高盐废水的方法，主要通过蒸发的方式将废水中的盐分和水分分离。
具体来说，高盐水的高效蒸发技术一般针对盐分含量在4万mg/L以上的高盐废水。
对于盐含量在1%～4%的低浓度高盐水，高效蒸发技术主要包括多效蒸发技术和机械式蒸汽再压缩技术。
多效蒸发技术指的是同时使用多个串联的蒸发，热的蒸汽依次通过几个蒸发，前一个蒸发的热蒸汽再进入后一个蒸发，逐级蒸发，有效利用热源，达到高盐废水除盐的目的。
机械式蒸汽再压缩技术简称MVR技术，是一种借助蒸汽压缩机进行热源有效利用的工艺，通过蒸汽的再次压缩获得动力，并不断往复，以提高蒸汽的热利用效率。
高效蒸发的技术可以成功分离废水中的盐分和水分，然后再分别进行处理，是比较彻底的处理高盐废水的方法。
因此，这种技术在煤化工和医药、农药行业都有比较广泛的应用。
然而，对于盐水中的有机污染物含量过高的盐水，蒸发过程中非常容易产生泡沫造成冲料，同时还可能影响盐的品质，导致出盐夹带过多有机物，还需要继续处理。
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第35卷第8期2019年4月甘肃科技Gansu Science and TechnologyVol.35No.8Apr.2019机械式蒸汽再压缩技术应用于盐废水回收实验研究席浩君，邱永宁（大华化工机械及自动化研究设计院有限公司，甘肃兰州730060）摘要:“机械式蒸汽再斥缩”蒸发器是•种新型高效节能蒸发设备,应用于含盐催化剂废水回收的蒸发脱盐法。
中试实验分析得到，电耗约为45.6kW/1（浄化水）.MVR热泵蒸发结晶系统净化水的TI）S满足小于300mg<L的要求，蒸发结晶产生的氯化钠盐和硫酸钠盐纯度均达95%以I:关键词:机械式蒸汽再圧缩；蒸发结晶；高效节能中图分类号：X703机械式蒸汽再斥缩技术是国际上最先进的蒸发技术.是替代传统蒸发器的升级换代产品,在国外广泛应用于溶液蒸发工艺中，如化工、制药、海水淡化、污水处理等行业17。
其原理是利用从蒸发器出来的二次蒸汽，经过压缩机的压缩，温度和压力升高，蒸汽热熔增加，被送入蒸发器蒸发室当作加热蒸汽使用，热量传递给料液后冷凝为水，维持料液的蒸发状态叭料液蒸发出來的废弃蒸汽得到充分利用，回收其潜热.减少对外加热及冷却资源的需求，降低能耗。
由于冋收二次蒸汽的潜热，所以其热效率相当于5~10效蒸发器叫系统启动需要一定量的生蒸汽，运行稳定后系统只消耗电能，不需要加入生蒸汽，避免了燃料燃烧造成的环境污染，另外摆脱冷却水依赖，具有节能环保意义高含盐废水是指总溶解固体TDS和有机物的质量分数大于等于3.5%的废水.废水来源主要有生活废水和工业废水，其中除含有有机污染物外，还含有大量的无机盐，如Cl\SO42\Na\Ca2+等离子。
含盐废水直接排放会对水体生物、生活用水和工农业用水产生极大危害，造成严重的环境问题。
而高含盐催化剂废水的处理技术较为复杂，处理费用高，目前通常采用生物法、SBRT艺法、蒸发脱盐法等方式II。
本文应用机械式蒸汽再压缩技术，并对系统热量进行充分利用，大大降低了蒸发脱盐法的投资运营成本，并对该技术做理论分析和工程中试实验结果分析研究，具有一定的意义。
1工艺流程说明根据含盐废水前处理T.序，采用纳滤技术对废水中的硝盐和钠盐进行分离。
纳滤浓水中大约含有5%左右的氯化钠盐，经过硝盐联产单元中MVR蒸发浓缩后，硫酸钠盐浆进入离心机离心脱水后进入硝干燥包装单元。
而含氯化钠母液离心后进入氯化钠蒸发结晶单元，与钠盐浓水一同蒸发浓缩，而钠盐浓水中硫酸钠盐含量不大于5%,经过MVR蒸发浓缩后，盐浆进入离心机离心脱水后进入盐干燥包装单元。
上游浓缩含盐废水经进料泵增压后进入预热器进行预热，预热后进入MVR蒸发体系，蒸发体系由蒸发室、汽液分离室、压缩机和循环泵组成，预热的含盐废水经强制循环泵、蒸发室加热沸腾后进入汽液分离室，废水中的水迅速汽化变为水蒸气，水蒸气经压缩机后低品质的热能变为咼品质的热能作为热源加热蒸发室，经蒸发室换热后的水蒸气变为蒸气凝液流入凝液储罐，流入凝液储罐中的冷凝水经冷凝水泵大部分作为预热器的热流体进入预热器预热废水，少量用来冷却经压缩机加热形成的过热蒸汽使其由过热蒸汽变为饱和蒸汽。
而水被蒸发后浓缩的高盐废水经蒸发室底部经转料泵进入盐高位罐储存，然后通入冷却水冷却析出盐分后进入离心机，固体盐盐收集外运，而母液部分与原高盐废水充分混合返回。
整个系统只在开车初期补充少量蒸汽，运行稳定后系统本身能量自给自足，达第8期席浩君等：机械式蒸汽再压缩技术应用于盐废水回收实验研究49到节能降耗的要求，同时，经过测算蒸发系统维持负压,不但降低盐溶液的沸点，减少盐结垢的风险，同时显著提高圧缩机的效率,大大降低能耗，如图1所示。
图1MVR中试试验工艺流程图（虚线是蒸汽凝液的运行路径）系统中充分考虑了热量的梯度回用，二次蒸汽加热蒸发室产生的凝液含有大量的可利用能量，系统将其应用到三个方面：在-级预热器内初次预热含盐废水；在二级预热器内再次余热含盐废水；冷却压缩机出来的过热蒸汽变为饱和蒸汽。
2MVR系统热力分析由温一爛线图2可以看到机械蒸汽再压缩蒸发技术的热力循环过程叫a_b是料液在预热器中的预热过程，完成预热工作后料液进入蒸发器中开始定温定压蒸发B-C,产生二次蒸汽。
二次蒸汽进入压缩机得到升温升压变为过热蒸汽，由于该过程不是等爛压缩，热力曲线如图C-D o D-E是消除过热的过程，使其熔值降低到饱和蒸汽焙值。
饱和蒸汽进入蒸发器释放潜热维持料液在蒸发器中的沸腾蒸发过程，持续产生二次蒸汽，饱和蒸汽变为饱和水E-F、饱和水进入预热器加热刚进系统的料液F-G oTi炖T冷股T沸㈱TillT进图2热泵蒸发过程热力分析的温一嬌图3系统热量平衡计算在热泵蒸发系统中，正常运行过程中系统输入热量等于系统输出热量，在系统设计中需要考虑到输入热量和输出热量的分类，得到平衡关系式：q1+q2=q3+q4+q5（1）式中：ql——电动机向系统输入的热能,kj/h;c|2-----料液带入系统的热量，kj/h；（］3——系统排出浓缩液带走的热量，kj/h;q4——系统排除二次蒸汽冷凝液带走的热量. kj/h;q5—散失到外部环境的热量.kj/h热量衡算的目的是了解进出系统每一部分的热量的大小，从中发现提高能量利用效率的途径并加以利用，由（I）式得到，二次蒸汽凝液用于料液的一次、二次预热，并冷却过热蒸汽对于系统的节能工作至关重要，另外装置保温可以减少热量的散失，以上工作都可以间接的减少电动机向系统输入的能量，起到节能的效果。
4MVR中试试验分析4.1总体运行效果中石化某催化剂公司废水零排放中试试验连续稳定运行，废水在经过纳滤工艺后分为氯化钠结晶蒸发体系和硫酸钠结晶蒸发体系蒸发单元（MVR）主要耗电设备包括斥缩机、循环泵、进料泵、真空泵、转料泵、母液泵、盐高位槽等，其中压缩机和循环泵为蒸发的关键设备且连续运行，试验期间，蒸发单元的蒸发水量为300kg/h,测定电耗约为45.6k W/t（净化水），如图3所示。
图3MVR中试试验装置4.2蒸发试验结果对氯化钠和硫酸钠蒸发体系的蒸发净化水进行分析，得到的分析结果见表1。
表1净化水的分析结果TDS(mg/l)电导率（pis/cm）备注氯化铀溶液净化水34323一价盐体系硫酸钠溶液净化水1422o二价盐体系50甘肃科技第35卷表1可以看出，MVR热泵蒸发结晶系统净化水的TDS满足小于300mg/L的要求，水质状况良好，可进行回水利用。
从氯化钠结晶盐和硫酸钠结晶蒸发体系中各取5份结晶盐进行纯度分析，分析结果如图4、图5所示。
图4结晶盐含盐量图图5结晶盐含水量图从图4、图5可以看出蒸发得到的结晶盐中氯化钠和硫酸钠纯度达95%以上，含水量均低于5%,完全符合氯化钠纯度至少达到《工业盐》(GBfT 5462-2015)中日晒工业盐I级，硫酸钠纯度至少达到《工业无水硫酸钠》(GB/T6009-2014)中ID类一等品的要求。
5结论机械式蒸汽再压缩技术应用于催化剂含盐废水回收，系统净化水的水质状况良好，可回水再用，节约了水资源，具有一定的环保节能效果。
中试试验结果表明利用机械蒸汽再压缩技术适合进行氯化钠、硫酸钠盐类蒸发结晶工作，得到较高纯度(95%以上)的工业用结晶盐。
由于进水氨氮浓度较高，约200〜400mg/L,影响结晶盐纯度。
建议在工业化MVR蒸发系统中添加汽提塔回收废水中的氨，可进一步提高结晶盐纯度。
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