MVR在农药行业的应用

MVR在农药行业的应用夏军江苏乐科热热力科技有限公司目前我国的农药行业以成为全球最大的生产国和出口国，由于行业的特点农药的生产经常伴随生大量的高盐废水的产生，随着环保要求和能源价格的不断提高，常规的处理方法使得广大企业负担急剧增大，因此，寻找一种高效节能的蒸发浓缩技术显得非常迫切。近年来，高效节能的蒸汽机械再压缩（MVR）技术在高盐蒸发结晶领域应用日渐广泛，本文就MVR原理、节能效果及系统设计要点进行阐述。基本原理蒸汽机械再压缩（MVR）的基本原理是将从结晶器分离出来的二次蒸汽经压缩机压缩后，温度、压力升高，热焓增大，然后进入蒸发器加热室冷凝并释放出潜热。受热侧的料液得到热量后沸腾汽化产生饱和气体（即二次蒸汽）。二次蒸汽经分离器后进入压缩机，重复上述过程。这样就可以回收利用蒸汽的潜热，达到了节能的目的，同时，还省却了冷却水系统。T-S图中的能量循环MVR以其节约能源、经济可靠、结构紧凑等越来越被人所关注。MVR本身还具有其他很多优点，主要有：操作简单；无需冷凝器；无需蒸汽；占地面积小等。节能及经济性2.1经济性为了说明节能及经济性，我们选取一套实际运行的MVR氯化钠蒸发结晶装置与同期运行的三效实际取得的运行数据进行对比。系统蒸发量同为9t/h，蒸汽240元/t，电价0.8元/度，冷却水0.4元/t，三效能效比0.47。表一：运行每小时能效对比表方式9t/h三效9t/hMVR耗量价值耗量价值电费00405KW·h324元蒸汽费用4.2t/h1015元00冷却水费用240m3/h96元0运行费用合计1111元324元MVR每小时节省的费用668元表二：运行每年能效对比表（年工作330天）方式9t/h三效9t/hMVR电费(万元）0320蒸汽费用(万元）803.90冷却水费用(万元）760运行费用合计（万元）879.9320MVR节省的费用（万元/年）559.9通过实际运行数据对比我们我们得知同样9t/h蒸发量，MVR运行每小时节省费用668元，每年可节省560万元。2.2社会效益使用MVR系统代替传统的多效蒸发系统，不但有显著的经济效益，而且还有巨大的社会效益。从“MVR系统与四效蒸发器经济性对比”可以得知，对本蒸发需求，原三效蒸发器需要蒸汽4.2t/h、循环水240m3/h，MVR系统需要电能405kw.h。按中华人民共和国国家标准GBT50441-2007《石油化工设计能耗计算标准》，蒸汽的能源折算值为103kg标煤/吨，循环水为0.143kg标煤/吨，电为0.371kg标煤/kw.h，则：四效蒸发器的能源折算值=4.5×103+400×0.143=520.7kg标煤/hMVR系统的能源折算值=448×0.371=166kg标煤/hMVR系统比四效蒸发器可节约标煤=520.7-166=354.7kg标煤/h即，MVR系统比四效蒸发器可节约标煤354.7/520.7=68.1%按年运行7200小时计算，每年可节约标煤=354.7×7200=2553.8吨每年可减排二氧化碳=2553.8×2.62=6690吨每年可减排二氧化硫=2553×8.5=21.7吨每年可减排氮氧化物=2553×7.4=19吨系统要点MVR是对能量循环利用的系统思路，但由于农药行业特点，产生的废水中不仅浓度高且组分纷杂，开始很低浓度的有机物会随着浓缩倍率的提高而不断积累，最终造成结垢、堵管、产量下降、能耗提高等一系列后果。所以MVR技术在农药中广泛的推广应用，需求的不仅仅是压缩机的可靠，更主要的是对真实物系传热特性的研究确定和真实物系结晶动力学参数的研究和确定。3.1有机物含量与传热特性;公司传热工程中心对某物系不同浓度有机物K值测定数据如下：不同含量K值图：从上图可以看出不同有机物浓度，K值衰减趋势明显，如果在设计前不能准确的选取，则在工程运行中就会出现，开始开车设备蒸发正常，到后期蒸发量降低，压缩机电流增大，能耗超出设计。3.2有机物含量与结晶相当部分的废水中的盐，是有经济价值的，晶体的纯度和粒度对价值影响很大，有机物对结晶的影响也必须在事前做出判断，包括溶解度、超溶解度、成核速率、生长速率变化都是明显且深刻的，下面是工程中心结晶动力学组，在不同有机物含量下测的一组数据。 不同含量饱和溶解度图：从上图看出在有机物的影响下饱和溶解度在下降，且温度越高下降的值越大。单组份盐结晶晶体图从上图看出在有机物的影响下饱和溶解度在下降，且温度越高下降的值越大。含有机物组分结晶晶体图：高浓有机物结晶晶体图：从上面三组照片可以看出，虽然是同样的蒸发强度同样的搅拌，随着有机组分浓度升高，晶体越来越小。要解决这样的问题，必须从结晶动力学入手，事先确定实际物料的动力学参数，继而确定停留时间、蒸发强度、悬浮密度等系统参数。使用场合MVR不仅可用于新建项目，也可用于三效的改造，事实证明只要前期实验工作扎实，精心设计一样可以取得很好的效果，且改造投资小、工期快。以下是一实际运行的改造项目