高盐有机废水处理中蒸发器（2）

1. 高盐概念澄清      

   都谈高盐有机废水，垃圾渗滤液、钢铁、医药、煤化工等，这里高盐多高是高呢，什么叫作高盐呢？含盐量1%、3%、4%、8%、15%、32%等多高算高？因此，高盐这是一个很模糊的概念，那么什么是高盐，高多少是高，什么是淡水，什么高盐水，这里给朋友们“科普一下”。   

   微生物在盐水中的可生化性划分淡水和盐水。相对“是否具备可生化盐分”而言，可生化就是较低的盐分，不可生化就是高盐；也有按照氯根划分的，氯根最高在6000mg/L以内，是盐分，高于它就是高盐分。
       对于农作物和耕地而言，矿化度1500-2000mg/L就算高了，影响耕地农产品的生长和繁殖；通常我们天上下雨的雨水矿化度在1000mg/L左右。   

   对于家庭自来水而言，通常矿化度在200左右，差一点的水质在200-500mg/L之间，更差的水质就在500mg/L以上了，它作为参考之一。
      自然界天然水根据含盐量划分如下：淡水：<1000mg/L、弱矿化水：1000-3000mg/L、中等矿化水：3000-10000mg/L、强矿化水：10000-50000mg/L，盐水：>50000mg/L；【海水的盐分】一般在15000-40000mg/L之间【油气田开发废水盐分分类】
   一般较低盐分：5000-10000mg/L
   一般低盐分：10000-35000mg/L

   中盐分：35000-100000mg/L
   高盐分：100000-270000mg/L

   超高盐分：270000mg/L（曾经检测到废水盐分高达32.5%） 

2. MVR蒸发器的能耗   

   MVR蒸发器是一种高效的节能蒸发器，它通过机械蒸汽再压缩技术（Mechanical Vapor Recompression）来提高二次蒸汽的温度和压力，从而减少对外界能源的需求。MVR蒸发器的能耗通常比传统的多效蒸发器要低。既然说到蒸发，就不能不提蒸发的能耗问题，在化工过程中，蒸发可以说是耗能大户。尤其是对于水的蒸发，水这种物质，比热与蒸发热都很大，无论是蒸发前的加热还是蒸发过程中的汽化都需要消耗大量的能量。理论上蒸发一吨废水需要对应消耗一吨蒸汽，成本接近200元。现在虽然说有三效蒸发或者MVR蒸发等技术，可以大大降低能耗，但每吨水的蒸发成本仍然在40-70元左右。在计算MVR蒸发器蒸发1吨废水所需的电能时，可以参考以下信息：

3. MVR蒸发器的能耗通常只相当于传统蒸发器的四分之一到五分之一。如果传统五效蒸发器蒸发一吨水的价格为40-70元人民币（按一度电0.6-0.8元人民币计算），则MVR蒸发器蒸发一吨水的价格为55元人民币，即大约需要大几十度电 。

4. MVR蒸发器在使用过程中，几乎不耗蒸汽，蒸发一吨水，消耗的电能为20-80度电（不同的媒介耗电不同）。

5. 有的资料显示，MVR蒸发器蒸发1吨水的电能用量小于25度电，而多效蒸发器蒸发1吨水耗煤量为三效蒸发器60公斤标煤或五效蒸发器40公斤标煤 。

6. MVR蒸发工作原理和工作温度

   MVR蒸发器（Mechanical Vapor Recompression）的工作原理是利用机械式蒸汽再压缩技术，将蒸发过程中产生的二次蒸汽通过压缩机进行压缩，从而提高其温度和压力，升温温度为15℃左右，使其热焓增加。然后，这些被提升能量的二次蒸汽重新进入蒸发器作为加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则在换热器中冷凝成水。具体步骤如下：

7. 二次蒸汽产生：在蒸发过程中，物料中的水分蒸发形成低温低压的二次蒸汽。

8. 压缩提升：二次蒸汽通过压缩机进行绝热压缩，使其温度和压力升高，热焓增加。

9. 循环利用：经过压缩后的高温高压二次蒸汽被送回蒸发器的加热室，对原液进行加热，继续蒸发产生新的二次蒸汽。

10. 冷凝回收：加热后的二次蒸汽在换热器中冷凝成水，充分利用了蒸汽的潜热

    整个过程除了启动时需要外部能源外，在正常运行过程中不需要额外的新鲜蒸汽输入，从而大幅度降低了能耗和操作成本。这种高效的节能技术不仅提高了热能的利用效率，还减少了对外部加热及冷却资源的需求，具有显著的环保效益。【工作温度】MVR蒸发器的工作温度范围在不同的情况中有所差异，但可以总结出一个大致的温度区间。MVR蒸发器的蒸发温度范围为40℃至100℃。然而采用一级真空蒸发的MVR蒸发器，其蒸发温度较低，范围在45℃至85℃之间，特别适用于热敏性物质的蒸发和浓缩。也提到了蒸发温度在50℃至100℃之间，这个需要根据物料性质来进行确定。

1. MVR蒸发器对物料有何具体参数要求

   MVR蒸发器在设计和选择时需要考虑物料的多个参数和特性，以确保系统能够有效且稳定地运行。以下是一些关键的物料参数和特性要求：

2. 沸点和沸点升高：物料的沸点以及在不同浓度下的沸点升高是重要的参数，因为它们直接影响到蒸发器的操作温度和压缩机的选择。

3. 热敏感性：对于热敏感物料，如某些药品或食品，蒸发温度需要控制在较低范围内以避免热降解，通常在40℃以下。

4. 粘度：物料的粘度会影响流动特性和传热效率，高粘度物料可能需要特殊的蒸发器设计，如强制循环蒸发器。

5. 热稳定性：物料在加热过程中的稳定性，决定了可以在多高的温度下进行蒸发而不影响其品质。

6. 腐蚀性：物料是否具有腐蚀性，这将影响蒸发器材质的选择，以防止设备腐蚀和延长使用寿命。

7. 结晶特性：对于容易结晶的物料，需要考虑结晶器的设计，以便于晶体的生长和分离。

8. 进料温度：很多物料进料温度较低，需要预热至接近沸点温度才能进入蒸发器。

9. 浓度：物料的初始浓度和所需达到的最终浓度，这决定了蒸发的程度和所需的蒸发水量。

10. 固体含量：物料中的固体含量会影响蒸发和结晶过程，以及最终产品的处理。

11. 化学组成：物料的化学组成，特别是腐蚀性成分如氯离子、硫酸盐等，会影响设备的材质选择和设计。

    在设计MVR蒸发系统时，通常需要进行物料的实验研究和模拟计算，以确定最佳的工艺参数和设备配置。例如，对于沸点升高大的物料，可能需要更大的压缩机功率来维持蒸发过程。同时，还需要考虑系统的自动控制问题，如出料浓度、出浆速度、淋水量、预热温度以及系统真空度等的控制。事实上，我接触过的用于水处理脱盐的MVR厂家型号，都提出了很高进水要求，包括COD、硬度、有机物、含油，很多指标已经达到了GB/T8978外排的标准，请问如果已经能够达到那个标准了，我还用“蒸发器”做什么，仅仅为了脱盐分盐吗？我始终没有理解这个“死循环”的水处理逻辑！
     五、MVR蒸发器可以代替低温多效蒸发器吗
    1、低温蒸发器     

    低温蒸发器是一种利用低温热源进行蒸发的设备。它通过降低蒸发温度，使溶液中的溶质得到分离。低温蒸发器适用于处理含有大量热敏性物质的溶液，如食品、医药等。低温蒸发器的优点在于其操作温度较低，可以避免高温对溶液中溶质的影响，同时也可以减少能源消耗。此外，低温蒸发器结构简单，操作方便，易于维护。然而，低温蒸发器的缺点是传热系数较低，需要较大的传热面积才能达到理想的蒸发效果。此外，低温蒸发器的蒸发速度较慢，需要较长的处理时间。

1. MVR蒸发器

   MVR蒸发器是一种利用蒸汽压缩技术进行蒸发的设备。它通过将二次蒸汽压缩后送回蒸发器，实现二次蒸汽的再利用，从而提高了能源利用率。MVR蒸发器适用于处理浓度较高、粘度较大的溶液。MVR蒸发器的优点在于其能源利用率高，可以大幅度降低生产成本。此外，MVR蒸发器的传热系数较高，可以减少传热面积，缩短处理时间。同时，MVR蒸发器的操作温度较高，可以适应更多的应用场景。然而，MVR蒸发器的缺点是设备投资较大，需要较高的维护成本。此外，MVR蒸发器的操作过程中会产生较大的噪音和振动，需要采取相应的减振降噪措施。为了在工业生产过程中降低能耗及提高热利用率从而达到理想的运行成本要求，人们将前面提到的多效蒸发技术和机械蒸汽再压缩技术、真空技术等相结合便衍生出了现阶段普遍使用的低温多效蒸发设备、MVR蒸发设备，由此大幅度降低了吨蒸发的运行成本（以水为例在40-70元不等）。    如果将低温蒸发设备的操作温度控制在50-60℃，热利用效率会升高，相同热源的情况下较80-95℃的蒸发就能够获得更多的蒸发量，同时作为蒸发器的热源也可以选择一些低品位的工业废热，相较于利用新鲜蒸汽蒸发而言，一方面实现了能量的多级利用，另一方面实现了节能减碳的目的。即使将鼓风机的能耗以及废水循环的电耗都计算在内，利用低品位热源的低温蒸发设备的运行成本也可以很好的控制在30元/吨水上下。再者由于设备运行温度低，所以在加工选材的选择方面较高温蒸发有极大的优势，甚至部分选择塑料材料代替金属使加工成本得到进一步的优化。   

   如果不是特殊蒸发要求，低温蒸发技术无论从生产安全、成本投入、运行费用、使用期限、维护等方面还是设备占地、设备结构、辅机配套等，其优势都是传统蒸发技术无法比拟的。

   小结：（1）MVR有它的局限性，它是无法完全代替低温多效蒸发的。

（2）蒸发的温度，会影响到“能耗”、“物料结构的速度”、“物料蒸发的速度”、“物料浓缩粘壁问题”“物料泡沫的问题”、“挥发性有机质腐殖酸”等的VOCs溢出等，这些矛盾克服了，蒸发的问题就解决了。