氯化钾10t-MVR技术方案

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1、氯化钾废水10T/h MVR蒸发分盐系统技术方案需方：北京日川环保股份有限公司供方：科盛环保科技股份有限公司日期：2017年10月30日一、设计依据1.1、 工艺要求(1)用于氯化钾、氯化钠的的蒸发结晶，并实现钾钠分离，最终达到废物综合 利用的目的。(2)原料参数原水含盐主要为氯化钾10%、氯化钠1%,其中含有重金属及其他杂质1.2、 技术要求(1)设计能力设计处理量11250kg/hMVR 蒸10000kg/h氯化钾结晶1050-1070kg/h氯化钾98%以上杂盐180-200kg/h运行时间7200h/a(2)运行及控制降低劳动强度、提高生产效率、保证产品质量，设计的装置实现自动化，由

2、单独的PLC系统控制，工控机独立操作。二方案阐述2.1 、方案介绍我公司根据贵公司提供的资料，进行相关的计算和设计工作， 确定相关设备的参数和蒸发器的类型。本方案的宗旨是用最低的运行 成本以及最好的解决方案来达到蒸发结晶含氯化钾浓度为10%左右 的废水。根据以往的经验可知该废水沸点升高较大，为8-9C左右，为了 保证MVR系统能正常运行，压缩机温开我们选择温升为18 C的压缩 机，可保证合适的传热温差，同时大大降低投资。MVR系统我们设定蒸发温度为80 C ,由于氯化钠、氯化钾进料 浓度较高，为了保证系统的连续稳定运行，我们采用强制循环蒸发器 的形式，物料经过预热后进入蒸发系统，通过强制循环泵

3、进入强制循 环蒸发器进行蒸发结晶，强制循环蒸发器适用于大量结晶场合，通过大流量的强制循环泵推动，物料在换热管内流速快，物料不容易堵塞 换热管，保证系统的稳定连续运行。该废水杂质较多，对结晶盐的品质造成影响，因此在进入蒸发器 前需要进行预处理，出去废水中的重金属，悬浮物及灰飞等。废水经预处理后进入MVR蒸发器蒸发结晶，根据氯化钾氯化钠 溶解度的不同，通过工艺设计，最终实现氯化钾，氯化钠的分离，得 到纯度为98%以上的氯化钾晶体，降低了杂盐的量，最终实现废物综 合利用，大大提高企业经历效益。2.2 系统组成及流程2.2.1、 原料系统原料储存可建原液池，也可以选择原液罐。建议原液存储池或储 罐的储

4、量为三天以上，保证MVR系统原料充足，进料不间断。2.2.2、 预热系统原水进料按照常温进行设计，与蒸储水进行换热，提高进料温度， 充分回收利用系统的热量，降低能耗。2.2.3、 强制循环蒸发器特点：1）物料在设备内的循环主要依靠大流量 的强制循环泵推动。循环速度一般可达1.5- 3.0米/秒，处理量较大。2）物料在换热管内进行升温升压，在分 离器中闪蒸，二次蒸气经气液分离进入压 缩机，浓缩液下落继续循环。3）抗盐析、抗结垢、适应性强、易于清 洗。4）蒸发流程简单，易于操作。2.2.4二级除沫器由于该系统处理的为含氯化钾，在蒸发过程 中，废水里面的杂质不断累积，蒸发到一定程度， 可能会有起泡现

5、象，液体会被带入压缩机，造成 压缩机运行不稳定。该二级除沫器是在二次蒸汽自分离器顶部 至压缩机进口直接再增加一个二级除沫装置， 避 免物料因起泡将物料带入压缩机。保证了压缩机 的安全稳定运行。2.2.5结晶系统结晶系统主要包括：稠厚器：将出料结晶固含量从10%增稠到30-50%左右。进入离心机。离心机：离心出盐能力 600kg/h以上母液罐：从稠厚器溢流和离心机离心后的 母液进入母液罐，通过母液泵重新进入系 统蒸发结晶。2.2.6清洗系统2.3、设备材质由于该原料为废水，杂质较 多，蒸发系统在运行一段时间后 效率会降低需要定期清洗以保证 系统的蒸发效果。我们配备清洗 系统，包括：清洗罐，清洗泵

6、， 清洗口及相关管路组成。该物料成分为含氯化钾，含有氯离子，腐蚀性较大，因此跟物料 接触部分选用TA2材质，其他选用316L 0贵公司在使用这套设备后，能大幅度的降低蒸发器运行成本，降低人力成本， 提高产品质量。提高贵公司在该行业内的核心竞争力， 扩大生产规模，形成产业 化优势。2.4、 本方案技术优势2.4.1 能耗低从技术层面来说，压缩机温升的选择除了与物料特性有关，还 与投资有着密切的关系，高温升意味着能耗高，但投资小，反之，则 投资大。本方案温升的选择综合考虑投资与能耗，达到最佳的经济效 益。2.4.2 系统稳定性高蒸汽压缩机是MVR系统的核心设备，压缩机能否稳定运行，决 定了系统能否

7、稳定蒸发。压缩机的稳定运行除了本身压缩机设计是否 合理，还与系统的匹配程度有关，在设计过程中应该讲二者结合起来， 而不能分割开来。因此我们在该方案的设计过程中，经过理论上的详 细计算，并进行优化，同时结合以往丰富的工程设计经验，保证系统 运行过程中连续稳定。2.4.3 防止跑料系统的跑料不光影响蒸储水水质，同时还会造成二次蒸汽管道及 压缩机腐蚀，因此，在设计时需要避免。本装置采用自行设计的高效除沫 器，在分离器内及二次蒸汽出口设置了高效的丝网除沫器。本装置保证有效的防止了泡沫夹带料液的现象，同时也大大降低了蒸发出冷凝水中盐分的量，以延长了设备的使用寿命，确保设备正常运行。2.4.4 系统操作弹

8、性大系统蒸发受到温度、压力、液位、物料浓度等多种因素影响，处 于一个不断波动的状态，因此系统的设计需要较宽的操作区间，以保 证系统的稳定运行。该方案设计的操作弹性为40%-110%。2.4.5 最合理的蒸发流程针对同样的物料，蒸发流程的选择不是唯一的，这样就造成了不 同的设计人员设计出来的流程会有所不同，有好有差。该方案根据物 料特性采用强制循环蒸发流程，进行最优化设计。2.5、 公用工程条件1、冷却水进口温度 25-30C,压力0.2 MPa；2、减压蒸汽 0.1MPa, 120Co3、三相五线制，380V,电压波动符合国家标准。2.6、 要设计参数序号项目指 标1系统处理量11250kg/

9、h2MVR10000Kg/h3氯化钾结晶量1050-1070 Kg/h4蒸发温度80 c5压缩机温升18 c6预热蒸汽消耗量200-250kg/h7母液坎热100kg/h8循环水20-30m3/h9MVR系统装机功率680 kw10每吨水电耗-56 kwh占地面积长 15m* 宽 10m* 高 20m三、优化设计1、压缩机与系统的匹配通常由机械蒸汽再压缩加热的蒸发装置可以在一定范围内稳定 操作，例如质量流量、压力、温度等参数随时间波动。设备的操作性能用设备特性曲线或性能曲线来描述，它反应 了必需的饱和蒸汽温升与吸入蒸汽质量流量之间的关系。设备的操作 性能主要通过大量的工程经验来确定。上图为MV

10、R系统的运行范围，为了使MVR系统能够稳定运行, 系统的设计及运行区间必须在压缩机的特性曲线范围内。2、设计优化我们根据含氯化钾特点，做成下图所示压缩机温升（能耗）与投 资额及系统稳定性的关系图。通常压缩机提供的温升为6-24 C ,在此 范围内，压缩机温升越高，能耗越高，投资额越低，但系统稳定性越 差。经过仔细分析，反复比较计算，我们选择蒸发温度80C, 压缩机温开18 C o在保证系统稳定运行的前提下，投资与能耗达到 最优化。针对该原水的水质特点，我们力求提供最优的解决方案。能耗-投资-稳定性曲线工总量/得主1015 Z0图升（能耗）七投食504030四、运行成本对比电价：0.75RMB/

11、KW h蒸汽价：180RMB/t循环水价：0.5RMB/t工作时间：20小时/天烝发一吨水耗电重：55.00KW h330天/年蒸发一吨水蒸汽量：30.00kg卜备MVR三效玉缩机425KW318.75RMB泉125KW93.75RMB120KW90.00RMB海汽300kg/h54.00RMB4300kg/h774.00RMB补充冷却水25m3/h12.50RMB200m3/h100.00RMB每小时成本479.00RMB964.00RMB每吨成本47.90RMB96.40RMB每年运行成本3,161,400.00RMB6,362,400.00RMB与传统蒸发器相比年节约金额：3,201,0

12、00.00RMB五、MVR压缩机系统MVR压缩机系统是本套设备的核心部分，从分离器出来的二次 蒸汽通过蒸汽压缩机的压缩升温，再打入蒸发室加热物料。达到循环 利用二次蒸汽的目的，从而也节省了能源。MVR压缩机系统是本套设备的核心部分，从分离器出来的二次 蒸汽通过蒸汽压缩机的压缩升温，再打入蒸发室加热物料。达到循环 利用二次蒸汽的目的，从而也节省了能源。系统运行的稳定与否，关键 在于压缩机的选择，以及压缩机与系统的匹配度。因此，我公司在整个MVR系统设计时，非常重视这二个关键因素。离心式压缩机的工作原理是通过高速 旋转的叶轮对气体作功，在叶轮和扩压器 的流道内，利用离心升压作用和降速扩压 作用，将

13、机械能转换为气体压力能压缩机特点：优化叶轮设计，控制叶轮转速，保证 压缩机安全稳定运行。根据压缩机运行要求，同时结合整个 系统，针对压缩机系统我公司自主开发一 套自动控制系统，保证了压缩机连续稳定 运行。压缩机叶轮材质采用双相钢，设计使 用寿命达20年。离心压缩机控制系统压缩机控制系统为我公司自主研发， 确保压缩机安全稳定运行，具体测量点如下费汽出六、防结焦措施及清洗流程根据客户提供的废水特性，我们采取的多种措施来防止结焦结块导致换热系 数的降低，其中包括：1.1、 采用强制循环蒸发器，物料在大流量的轴流泵的推动下，进行循环蒸发，物料充满换热管，防止黏壁结焦。1.3、 传热温差低，而且压缩机出

14、口温度严格监控，避免了物料温度超高 现象的出现，从而保证物料不结焦，不黏壁。1.4、 系统具有多种连锁保护，比如停电保护，循环泵停机保护，进料泵 停机保护。保证换热管内壁具有液体流动，防止干管结焦的出现。1.5、 在出料管线设有冲洗水管，可对易堵塞管路进行冲洗，防止晶体堵 塞管路导致系统停车。1.6、 设备具有在线清洗功能，以及低点排空，保证蒸发器运行平稳。2、设备清洗流程原则上每隔1个月或停机超过24小时，需对设备进行清洗，具体的清洗 流程如下：2.1 开启电源，加清水入蒸发室正常液位。2.2 打开强制循环泵，开蒸汽加热至蒸发温度，蒸发循环半小时，再放出洗 涤水，从视镜看罐内壁清洁无残留物，流出水清亮，放出冷凝水。2.3 用清水清洗一遍。2.4 擦洗干净外设备表面。2.5 清洗循环水水池。2.6 挂上清洁状态标志。2.7 当换热管有结垢时，则需要进行碱洗或酸洗2.8 碱洗或酸洗后再按照前面顺序用清水洗一遍2.9 填写纪录。七、工艺流程（PFD）鲜蒸汽补充，300kg/h氯化钾10%,氯化 钠 1%, 11250kg/h强制循环蒸发器通过压缩机的压缩使 二次蒸汽温度升高18 c二次蒸汽10000kg/h,80 C分离器稠厚器冷却结晶釜压缩机离心机氯化钾 结晶氯化钾结晶量：10