传统蒸发工艺是多效蒸发工艺 ( MED ) 就是将加热蒸汽通入一个蒸发器, 将溶液受热而沸腾产生的二次蒸汽当作加热蒸汽,引入另一个蒸发器,只要后者蒸发室压力和溶液沸点均较原来蒸发器中的为低,则引入的二次蒸汽即能起加热热源 的作用。
同理,第二个蒸发器新产生的新的二次蒸汽又可作为第三蒸发器的加热蒸汽。这样,每一个蒸发器即称为一效,将多个蒸发器连接起来一同操作 ,即组成一 个多效蒸发系统。
多效蒸发蒸汽与循环水消耗量举例
多效蒸发不但明显减少了加热蒸汽的消耗,同时也明显地较少了循环水的耗量,但投资和占地面积会增加。
(1)设备投资与设备折旧费的限制。设备投资几乎与效数成正比增加,而能耗的下降(蒸汽与循环水耗量的减少)却与效数成弱比例。当因节能而省下的开支不足以补偿设备折旧费的增加时,增加效数就失去经济价值。此外在投资额有限时,其效数也受到限制。
(2)温度差的限制,首效的加热蒸汽压力和末效冷凝器的真空度都有一定限制,所以装置的总温差是一定的,多效蒸发器每效中都有溶液沸点升、液柱引起的温度差、蒸汽流动阻力引起的温差三部分,而各效的有效温差与温差损失之和应该等于总温差。
当因效数增加,使得各效温差损失之和趋近于总温差,则各效的有效温差趋近于零,而蒸发器将无法操作。有效温差必须在合理范围之内,加热器面积与有效温差大小成正比,影响投资费用
蒸发技术-机械蒸汽再压缩技术
机械蒸汽再压缩技术(MVR,mechanical vapor recompression)基于海水淡化的机械蒸汽再压缩蒸馏技术与连续结晶技术的结合,在蒸发过程中, 从蒸发器出来的二次蒸汽,经压缩机压缩,压力、温度升高,热焓增加, 然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用,使料液维持沸腾状态, 而加热蒸汽本身则冷凝成水,从体系中排出。原溶液被浓缩后,在结晶器中析出无机盐,从体系中排出。此过程不但回收了潜热,提高了热效率,节省了部分冷凝水系统,做到的节能节水的目的。
机械蒸汽再压缩技术主要消耗电能,一般工业废水吨水消耗≤55KW·h/t。生蒸汽几乎无消耗。但不适用于溶液沸点升高和易结垢溶液的蒸发。
【原理图】
氯化钙特性
氯化钙溶液的沸点(蒸发压力1个标准大气压)
因为溶液中含有不挥发的溶剂(氯化钙),在一定温度下溶液的蒸汽压较纯溶剂(水)的蒸汽压低。因此在相同压力下,溶液的沸点比纯溶剂(纯水)沸点高,两种沸点的差别焦作溶液的沸点升高(boiling point rise)或者B.P.R。
无机盐等电离溶液沸点升高数值较大,对于同一种溶液,沸点升高数值随溶液的浓度和沸腾溶液所受压力的不同而变化,浓度越高,所受压力越高,沸点升高数值越大。氯化钙溶液也只是其中一种,符合以上理论。
氯化钙浓缩出盐运行参数
氯化钙溶液结晶的状态、温度
氯化钙生产中需要将氯化钙溶液浓缩至68~72%,在结晶切片机上冷却结晶。
材料对氯化钙溶液耐受性
Temperature guidelines for avoiding localized attack of grade 2, 7and 12 titanium in concentrated CaCl2 solutions in the absence of crevices. denotes susceptibility to localized attack;△indicates incipient edge attack.
Grade2对应国标牌号TA2、Grade12对应国标牌号TA10、Grade7对应国标牌号TA9。哈C276、钽材料对高浓度氯化钙溶液也有很好的耐受性,也同样存在使用的局限性。
多晶硅氯化钙废水蒸发预处理
【经典业绩】
多晶硅淋洗产生的氯化钙废水含有大量悬浮物、溶解大量氯化钙、少量硅酸钙、氯化镁、氯化钠、硫酸盐、磷酸盐等,还存在少量有机物。
进蒸发处理之前需要完善的絮凝沉淀及过滤系统进行预处理。
淋洗废水回用水系统中的中和沉淀+气浮可以为氯化钙蒸发预处理节省部分设备,氯化钙废水只需多介质过滤即可。
氯化钙生产工艺流程图