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濃鹽水蒸發(fā)器

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操作壓力 其他 功率 11kW
結(jié)構(gòu)形式 立式 外形 螺旋管式
外形尺寸 常規(guī)m 應(yīng)用領(lǐng)域 綜合
運(yùn)動狀況 內(nèi)循環(huán)型 蒸發(fā)面積 100m2
重量 200kg

濃鹽水蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)解析與功能作用

一、核心定義與應(yīng)用場景

濃鹽水蒸發(fā)器是通過加熱使?jié)恹}水中的水分蒸發(fā),實(shí)現(xiàn)鹽分濃縮或結(jié)晶分離的設(shè)備,主要用于:


  • 工業(yè)廢水處理:煤化工、石油煉化、電鍍等行業(yè)高鹽廢水的處理;

  • 資源回收:鹽湖提鹽、海水淡化副產(chǎn)濃鹽水的鹽類(如 NaCl、Na?SO?)提?。?/p>

  • 化工生產(chǎn):燒堿、純堿等化工原料生產(chǎn)中的溶液濃縮工序。

二、典型結(jié)構(gòu)組成與工作原理

(一)主體結(jié)構(gòu)模塊
  1. 加熱系統(tǒng)
    • 列管式換熱器:管束材質(zhì)為 316L 不銹鋼或鈦合金,管程走蒸汽,殼程走濃鹽水;

    • 板式換熱器:可拆卸式板片結(jié)構(gòu),換熱效率比列管式高 15%-20%,但耐高壓性較差。

    • 蒸汽間接加熱(常用 0.3-0.8MPa 飽和蒸汽);

    • 電加熱(適用于小批量或無蒸汽源場景)。

    • 加熱方式

    • 加熱元件

  2. 蒸發(fā)分離系統(tǒng)
    • 旋風(fēng)式或絲網(wǎng)式結(jié)構(gòu),分離蒸汽中夾帶的鹽水霧滴,避免鹽分流失(分離效率≥99.5%)。

    • 圓柱形殼體,內(nèi)部設(shè)折流板或除沫器,直徑根據(jù)蒸發(fā)量設(shè)計(jì)(通常 1-5 米),高度為直徑的 2-3 倍;

    • 蒸發(fā)室

    • 氣液分離器

  3. 結(jié)晶與排鹽系統(tǒng)
    • 螺旋輸送機(jī)或氣動隔膜泵,將結(jié)晶鹽(含水率≤5%)輸送至儲鹽罐。

    • 底部錐形設(shè)計(jì),內(nèi)設(shè)攪拌器(轉(zhuǎn)速 5-20rpm),防止晶體沉積;

    • 結(jié)晶器

    • 排鹽裝置

  4. 真空系統(tǒng)(可選)
    • 真空泵(水環(huán)泵或羅茨泵)維持蒸發(fā)室負(fù)壓(真空度 - 0.06 至 - 0.09MPa),降低鹽水沸點(diǎn),實(shí)現(xiàn)低溫蒸發(fā)(適用于熱敏性鹽分)。

(二)工作流程原理
  1. 預(yù)熱階段:濃鹽水(含鹽量≥5%)經(jīng)預(yù)熱器加熱至 60-80℃,送入蒸發(fā)室;

  2. 蒸發(fā)階段:加熱蒸汽通過管束釋放熱量,鹽水在蒸發(fā)室沸騰,水分轉(zhuǎn)化為二次蒸汽;

  3. 分離階段:二次蒸汽經(jīng)除沫器凈化后進(jìn)入冷凝器,冷凝水(含鹽量≤50ppm)可回用或排放;

  4. 結(jié)晶階段:鹽水濃度不斷升高至過飽和,晶體在結(jié)晶器中析出,通過排鹽系統(tǒng)分離。

三、核心功能與技術(shù)作用

功能維度具體作用與價值
鹽分濃縮分離- 將含鹽量 5%-30% 的濃鹽水濃縮至飽和(如 NaCl 飽和濃度約 30%),實(shí)現(xiàn)鹽分與水的高效分離;
- 結(jié)晶鹽純度可達(dá) 95%-99%,滿足工業(yè)鹽回用標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 5462-2015 精制工業(yè)鹽)。
廢水減量處理- 蒸發(fā)冷凝水回收率≥90%,大幅減少高鹽廢水排放量(如 100t/d 濃鹽水經(jīng)蒸發(fā)后僅產(chǎn)生 10t 結(jié)晶鹽和少量母液),助力企業(yè)實(shí)現(xiàn) “ 目標(biāo)。
資源循環(huán)利用- 從濃鹽水中回收 NaCl、Na?SO?等鹽類,作為化工原料回用,降低原材料成本(如每噸工業(yè)鹽回收價值約 200-500 元)。
能量梯級利用- 多效蒸發(fā)(MEE)或機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)技術(shù)可回收二次蒸汽的潛熱,能耗比單效蒸發(fā)降低 50%-80%(如 MVR 蒸發(fā)器噸水能耗約 80-120kWh)。
系統(tǒng)防腐抗結(jié)垢- 采用耐蝕材料(鈦合金、哈氏合金 C-276)和防結(jié)垢設(shè)計(jì)(如強(qiáng)制循環(huán)流速≥2m/s),減少鹽分結(jié)晶對設(shè)備的堵塞,延長運(yùn)行周期(連續(xù)運(yùn)行時間≥30 天)。

四、主流類型與結(jié)構(gòu)對比

類型降膜式蒸發(fā)器強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器刮板式蒸發(fā)器
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)液體沿加熱管內(nèi)壁成膜狀流動離心泵驅(qū)動鹽水循環(huán)(流速 3-5m/s)旋轉(zhuǎn)刮板刮除管壁結(jié)晶(轉(zhuǎn)速 100-300rpm)
適用場景中低濃度鹽水(含鹽量≤15%)、熱敏性物質(zhì)高濃度、易結(jié)晶鹽水(含鹽量 15%-30%)高黏度、易結(jié)垢濃鹽水(如含鹽量>30%)
換熱效率高(膜狀流動傳熱系數(shù)≥2000W/㎡?K)中(受限于泵能耗,傳熱系數(shù) 1000-1500W/㎡?K)低(機(jī)械攪拌能耗高,傳熱系數(shù) 800-1200W/㎡?K)
投資成本
結(jié)垢傾向易在管內(nèi)壁結(jié)垢(需定期酸洗)較低(強(qiáng)制循環(huán)沖刷作用)極低(刮板實(shí)時除垢)

五、關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)與運(yùn)行要點(diǎn)

  1. 蒸發(fā)溫度控制
    • 常壓蒸發(fā):溫度 80-105℃(適用于耐溫鹽分,如 NaCl);

    • 真空蒸發(fā):溫度 40-70℃(適用于熱敏性鹽分,避免高溫分解)。

  2. 濃縮倍數(shù)
    • 取決于鹽分溶解度:如 NaCl 濃縮倍數(shù)通?!?(飽和濃度 30%),Na?SO?濃縮倍數(shù)≤5(40℃時飽和濃度約 25%)。

  3. 防結(jié)垢措施
    • 化學(xué)方法:添加阻垢劑(如聚磷酸鹽),降低 Ca2?、Mg2?結(jié)垢傾向;

    • 物理方法:電磁防垢器或超聲波震蕩,破壞晶體生長規(guī)律。

  4. 能耗優(yōu)化
    • 多效蒸發(fā)(MEE):利用前一效二次蒸汽加熱下一效,3 效蒸發(fā)能耗約為單效的 1/3;

    • 機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR):通過壓縮機(jī)提升二次蒸汽壓力和溫度,循環(huán)利用熱量,噸水能耗比 MEE 低 20%-30%。

六、典型應(yīng)用案例

  1. 煤化工高鹽廢水處理
    • 某煤制烯烴項(xiàng)目:濃鹽水(含鹽量 12%,主要成分為 NaCl 和 Na?SO?)經(jīng) 3 效 MVR 蒸發(fā)器處理,日產(chǎn)結(jié)晶鹽 80 噸(純度 98%),冷凝水回用至循環(huán)水系統(tǒng),年節(jié)約水費(fèi)約 1200 萬元。

  2. 海水淡化副產(chǎn)濃鹽水
    • 某海島淡化工程:濃鹽水(含鹽量 5%)通過降膜式蒸發(fā)器濃縮至 25%,再經(jīng)結(jié)晶器分離出 NaCl,用于氯堿工業(yè),實(shí)現(xiàn) “廢水 - 資源” 循環(huán)。




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