機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)技術(shù)在制漿廢液蒸發(fā)中的應(yīng)用

趙云松 胡海軍 張 丹

(上海神農(nóng)節(jié)能環(huán)保裝備有限公司，上海，201300)

近幾年，隨著機(jī)械蒸汽再壓縮 (Mechanical Vapour Recompression，MVR)技術(shù) (見圖1)的成熟，這種技術(shù)特別是在廢水 (包括化學(xué)漿黑液、APMP及BCTMP等化機(jī)漿廢水)處理、食品行業(yè)、海水淡化等領(lǐng)域得到了越來越普遍的應(yīng)用。

1 MVR技術(shù)

MVR技術(shù)，是將蒸發(fā)器的二次蒸汽用機(jī)械方法再壓縮，提高其壓力及溫度，熱焓增加，然后再送回到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽使用，使料液維持在沸騰狀態(tài)，而加熱蒸汽本身則冷凝成水。與多效蒸發(fā)技術(shù)相比，MVR技術(shù)將全部二次蒸汽壓縮回用，回收了潛熱，所以比多效蒸發(fā)更加節(jié)能。

MVR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):

圖1 MVR原理圖

(1)啟動后無需新鮮蒸汽，或耗用少量新鮮蒸汽，運(yùn)行費(fèi)用低。

(2)構(gòu)造簡單，一般采用單效操作，簡化了管道、儀表、電氣系統(tǒng)。

(3)啟動容易，操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)量少。

(4)占地空間小。

(1)用在光桿動詞前時，“就”表示將要發(fā)生，而且表示快或用的時間短；“才”表示剛發(fā)生，而且發(fā)生的晚或用得時間長。

(5)公用工程配套少，一般情況下無需冷凝器、冷卻塔。

MVR技術(shù)適用的場合:

(1)用在被蒸發(fā)液體的濃度提升及其沸點(diǎn)升高在一定限度之內(nèi)，例如蒸發(fā)黑液，濃度在20%以下，沸點(diǎn)升高不超過1.5℃。

(2)用在電價便宜、熱能偏貴的地區(qū)或企業(yè)。

2 MVR技術(shù)在麥草漿黑液蒸發(fā)中的應(yīng)用探討

以麥草漿黑液蒸發(fā)為例，對MVR技術(shù)與多效蒸發(fā)相結(jié)合的組合蒸發(fā)工藝與多效蒸發(fā)工藝進(jìn)行對比，具體如下。

2.1 主要參數(shù)及蒸發(fā)方案

稀黑液流量128.6 t/h;稀黑液溫度70℃;稀黑液濃度10%;濃黑液濃度45%;蒸發(fā)水量100 t/h;多效蒸發(fā)工藝為5效蒸發(fā)站;組合蒸發(fā)工藝為MVR預(yù)濃縮+5效蒸發(fā)站。

2.2 運(yùn)行情況

兩種蒸發(fā)工藝處理麥草漿黑液的運(yùn)行情況見表1。

表1 兩種蒸發(fā)工藝處理麥草漿黑液的運(yùn)行情況

組合蒸發(fā)工藝設(shè)備投資增加:蒸發(fā)器 (2500 m2)375萬元;MVR壓縮機(jī)400萬元，合計(jì)775萬元。

組合蒸發(fā)工藝每年運(yùn)行費(fèi)用減少:3672-2115=1557(萬元)。

組合蒸發(fā)工藝投資增加靜態(tài)回收期:775÷1557=0.50(年)。

由此可見，以100 t/h規(guī)模為例，采用組合蒸發(fā)工藝，半年即可回收增加投資，以后每年可節(jié)約1557萬元，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。

3 MVR技術(shù)在化機(jī)漿廢水蒸發(fā)中的應(yīng)用探討

以APMP廢水蒸發(fā)為例，對MVR技術(shù)與多效蒸發(fā)相結(jié)合的組合蒸發(fā)工藝與多效蒸發(fā)工藝進(jìn)行對比，具體如下。

3.1 主要參數(shù)及蒸發(fā)方案

稀廢水流量602.0 t/h;稀廢水溫度70℃;稀廢水濃度1.5%;濃廢水濃度65%;蒸發(fā)水量588 t/h。多效蒸發(fā)工藝為8效蒸發(fā)站;組合蒸發(fā)工藝為MVR預(yù)濃縮+3效蒸發(fā)站。

3.2 運(yùn)行情況

兩種蒸發(fā)工藝處理APMP廢水的運(yùn)行情況見表2。

表2 兩種蒸發(fā)工藝處理APMP廢水的運(yùn)行情況

組合蒸發(fā)工藝設(shè)備投資增加:蒸發(fā)器及冷凝器(900 m2)135萬元;MVR壓縮機(jī)2000萬元，合計(jì)2135萬元。

組合蒸發(fā)工藝每年運(yùn)行費(fèi)用減少:14008-7582=6426(萬元)。

組合蒸發(fā)工藝投資增加靜態(tài)回收期:2135÷6426=0.33(年)。

由此可見，對于APMP廢水，由于廢水濃度低，采用組合蒸發(fā)工藝具有更好的經(jīng)濟(jì)性，增加投資回收期不超過半年，與多效蒸發(fā)工藝相比，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

4 結(jié)論與建議

4.1 與多效蒸發(fā)工藝相比，采用機(jī)械蒸汽再壓縮

(MVR)技術(shù)與多效蒸發(fā)相結(jié)合的組合蒸發(fā)工藝具有優(yōu)勢，廢液的起始濃度越低，優(yōu)勢越明顯。

4.2 MVR技術(shù)的主要運(yùn)行成本是電耗。電耗與二次蒸汽的壓縮比等有關(guān)，在設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行多方面的計(jì)算，例如針對不同的廢液濃縮比、不同的二次蒸汽的壓縮比以及各種條件下MVR蒸發(fā)器的面積、電耗等各方面進(jìn)行計(jì)算，以選擇一種在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上具有明顯優(yōu)勢的MVR技術(shù)與多效蒸發(fā)相結(jié)合的組合工藝。

4.3 除了新建蒸發(fā)工段，在舊蒸發(fā)站改造中，選擇MVR技術(shù)也是首選。采用MVR預(yù)濃縮，與舊蒸發(fā)站相結(jié)合，組合蒸發(fā)站的能力可以提高30%～60%以上，提產(chǎn)部分的運(yùn)行費(fèi)用可低至15元/t蒸發(fā)水量以下，而且改造過程中也不需要對舊蒸發(fā)站進(jìn)行改動。

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