氯化钾10t-MVR技术方案

1、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 单独

2、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80C ,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，通过强制循环泵进入强

3、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 罐的储量为三

4、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。2.2.4二级除沫器4）蒸发流程简单，易于操作。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， 可能会有起泡现象，液

5、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2.2.6清洗系统母液罐：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。第18页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

6、泵， 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。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

7、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馏水水质，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

8、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 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

9、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25-30，压力0.2 MPa；2、减压蒸汽0.1MPa， 120。3、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/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

10、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MVR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开（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

11、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/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

12、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：3,201,000.00RMB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

13、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

14、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

15、，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

16、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：1050-1070kg/h杂盐八、设备清单类别容器类序号名称材质规格或型号单位数量厂家、品tlril 牌1强制循环蒸发希TA2换热管：38*7500mm直径：1400mm高度：9000mm台22分离器TA2直径：2700mm高度：7500mm台13二级除沫器316L直径：1000mm高度：2500mm台14稠厚器TA2直径：1500mm 高度：2000mm带搅拌装置台15母液罐TA2直径：800mm高度：1500mm台16蒸储水罐316L直径

17、：800mm高度：1500mm台17积液罐316L直径：500mm高度：600mm台1泵类1进料泵TA2油：15m3/h扬程：30m电机功率：5.5KW电源电压：380V台1飞跃/杭 碱2蒸镭水泵316L油：15m3/h扬程：25m电机功率：5.5KW电源电压：380V台1飞跃/杭 碱3强制循环泵TA2流量：4800m3/h,扬程：4m电机功率：132KW电源电压：380V台1飞跃/杭 碱4出料泵TA2油：15m3/h,扬程：25m 电机功率：5.5KW 电源电压：380V台1飞跃/杭 碱5母液泵TA2油：15m3/h,扬程：30m电机功率：5.5KW电源电压：380V台1飞跃/杭 碱6积液泵

18、316L流量：1m3/h,扬程：25m台1飞跃/杭 碱电机功率：2.2KW电源电压：380V7真空泵316L抽气量380m3/h功率：11kw 电压：380V台1海门压缩机 机组1蒸汽压缩机TC4过气量：10000kg/h温升：18 c电机功率：500kw电压：10KV台1中船重工 /金通灵2高压变频器功率：500kw电压：10KV台1利德华福 或同等其他动 力设备1离心机TA2双级活塞推料离心出盐量：1.1t/h 以上台1湘潭/轻 机2干燥316L干燥机，处理能力1.1t/h 以上，含水率 1%台1常州3单效蒸发TA2单效蒸发系统套1清洗1清洗系统PP套1阀门1阀门衬氟/316L含自动阀门批

19、1耐腐阀门管道1管道TA2/316L/Q235批12管道连接配件TA2/316L/Q235弯头、三通、法兰、垫片、紧固件等批13波纹管316L批14辅件316L/ 镀锌管道桥架、支撑等批1自动控制系统1动力柜2100*800*600批12变频柜2100*800*600批13PLC控制系统2100*800*600套1西门子4泵变频器批1ABB或同等5工控机台1研华或同 等仪表1温度变送器TA2/316L粕电阻温度传感器，接口G1/2外螺纹，测温范围批1上仪或同等0-200 C。2压力变送器316L压力变送器（带HART）量程:-0.1-0.1MPa批13液位计TA2/316L测量范围：0-400

20、0mm精度：士 10mm批14电磁流量计TA2/316L流量范围：5-50m3/h ,含安装法兰批15压力表316L量程：0-0.4MPa批1电缆桥 架1动力电缆国产名牌合格产品批12仪表电缆国产名牌合格产品批13电缆配件线管、接头、桥架等配件批1钢结构1支撑及操作平台项1土建1供方提供土建条件图，需 方负责设计及施工项1需方负责保温1MV"设备保温项1需方负责运输1运费项目所包含设备的运输 费用项1安装1MVR（统内的安装套1调试1包括设计、调 试、培训等MV源统的设计、调试、 人员培训、售后服务等套1其他1利润及税金套1九、工程技术服务1 .技术服务1.1 供方应提供本套装置中全部设备的安装指导及开车调试服务。1.2 供方应对需方的具体管理、运行和维修人员就该系统的操作规程 进行培训。1.3 供方应派遣身体健康、有能力、有经验的工程师或专家到现场指 导装置的建设、安装和开车调试，并与需方人员一起进行该设备 的性能考核。1.4 在质量保证期内，供方提供的设备出现异常情况或发生质量事故， 在需方告知后的48小时以内，供方应提出解决办法，或深入现场 调查了解，提出解决措施，直至恢复正常。1.5 在质量保证期后，出现