改良MVR蒸发器在煤矿超高矿化度浓水处理中的应用

反渗透工艺是目前处理高矿化度矿井水常用的工艺,该工艺浓缩分质后会产生超高矿化度的氯化钠、硫酸钠浓缩盐水。这种浓缩盐水只能蒸发结晶处理后方可排放,传统的蒸发结晶工艺由于能耗非常高限制了其应用。近来年,相对能耗较低的MVR蒸发结晶工艺在国内外得到较多应用。针对煤矿矿井水浓缩的超高矿化度特点,在MVR工艺的基础上对蒸发器进行改良,增设由高温超导材料制成的原液预热器,进一步提高传热效率。改良制造的MVR蒸发器(150 kg/h)应用于陕西小纪汗煤矿超高矿化度浓水的应用试验中,传热面积由2.80 m^(2)提高至4.89 m^(2),蒸汽消耗量由179.40 kg/h减少到149.85 kg/h,每小时节约30 kg蒸汽,折合标准煤约2.8 kg,节能及碳减排效益显著。

强化混凝+气浮+臭氧催化氧化+膜分离+MVR蒸发工艺处理气田开发废水

针对气田开发废水组分复杂、有机污染物浓度高、盐度高、色度高、可生化性差等特点,采用强化混凝+气浮分离+臭氧催化氧化+膜分离+MVR蒸发工艺对气田开发废水进行处理。运行结果表明,该组合工艺对气田开发废水降解性能良好,处理效率高,运行稳定,处理出水COD、氯离子、SS、氨氮、石油类分别为20.5、10.8、9.0、1.5、0.7 mg/L,总去除率分别达到99.77%、99.94%、99.68%、98.73%、99.75%,各项水质指标均优于《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级排放标准要求(其中氯离子质量浓度优于《四川省水污染物排放标准》(DB 51/190-93)一级标准)。

MVR蒸发结晶技术在光纤制品洗气高盐废水处理中的应用

随着环保要求的不断提高,零排放技术成为实现污水资源化利用的重要路径。为了了解零排放技术中的机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发结晶技术对含盐废水的实际处理情况,并为国内废水零排放工程的设计与运行提供参考,以江苏某光纤制品厂产生的高浓度含盐废水处理工程为对象,介绍了MVR蒸发结晶技术处理含盐废水的工艺流程和运行情况,同时对系统的经济性进行了分析。该工程基于MVR工艺原理,采用外置式板式换热器与闪蒸蒸发器形成的蒸发结晶系统。结果显示,蒸发结晶系统实际处理量为48 t/d,系统的脱盐率为99.23%,冷凝水指标达到厂内回用水指标,回收率为93.47%,结晶产生的废盐纯度为96%,达到了《工业盐》(GB/T 5462—2015)工业湿盐一级标准,吨水处理成本为65.03元。运用MVR蒸发结晶技术对含盐废水处理节能环保,无污染物外排,做到了工业废水的近零排放。

CDRO+MVR技术在西北某化工园区污水再生利用案例中的设计应用

西北某化工园区拟对其污水处理厂达标排放的准IV类水标准的尾水进行再生水回用,设计工艺拟选用CDRO+MVR的处理工艺,达标产水经送水泵房送至各用水点。反渗透浓水进一步浓缩后采用MVR设备蒸发结晶,结晶产品通过分盐处置最终形成工业级氯化钠及硫酸钠,剩余杂盐外运至危废处置中心集中处理,实现近零排放。本工程的设计实施以期为相关工程提供借鉴参考。

MVR技术回收聚酯装置工艺塔酯化蒸气余热探讨

随着聚酯装置的大型化,装置工艺塔酯化蒸气余热资源的利用变得不可忽视。聚酯装置工艺塔酯化蒸气余热利用方式包括余热制冷、余热取热等,但存在余热利用率不高的问题。通过分析聚酯装置工艺塔酯化蒸气特点及现有余热利用方式,结合目前新型水蒸气压缩机的发展,重点讨论了利用机械蒸汽再压缩(MVR)技术回收工艺塔酯化蒸气余热的技术方案和优势,并与余热发电技术进行了对比。结果表明:聚酯装置工艺塔酯化蒸气具有温度低,压力低、允许压降小,组分沸点差大,冬夏两季热负荷差别大,腐蚀性较强等特点;对于大型聚酯装置,在兼顾聚酯装置冷量/热量需求的前提下,采用MVR技术将多余的余热资源转化成水蒸气既可实现酯化蒸气余热的回收,又可满足酯化蒸气在冬季与夏季时热负荷差距较大的工况,是一种比余热发电更加经济高效的利用方式。

钢铁废水零排放MVR系统稳定运行影响因素研究

为了确保钢铁废水零排放系统的顺利运行,主要装置机械蒸汽再压缩(Mechanical Vapor Recompression, MVR)系统的稳定运行是关键因素之一。MVR运行过程中,会出现结垢堵塞问题,主要发生在两级(或三级)板式换热器预热阶段、列管式换热器加热阶段和结晶器结晶阶段。这些问题需要频繁进行化学清洗或人工物理清理,从而影响了MVR系统的稳定运行。本研究通过分析总结实际工程案例中常见的结垢位置及结垢类型,指出原料液中离子浓度的变化会直接影响结垢速率和结垢质量,硫酸钙和碳酸钙两种结垢类型与温度之间存在不同关系,单位换热面积的换热流速对离子成垢速率的影响。本研究对原料液中有机物组成进行了三维荧光光谱分析,并对高温条件下阻垢剂选型标准等进行了分析与归纳,同时提出了针对性强的应对措施。通过控制这些关键因素,可以有效减少结垢问题,为MVR的调试和运行提供参考,有助于提高钢铁废水零排放系统的运行效率和可靠性,推动钢铁行业废水处理技术的发展。

MVR蒸发技术在废水处理中的应用研究

随着环境污染和水资源短缺的加剧,对于工业废水的排放要求日趋严格,常规的废水处理技术已无法满足废水的处理要求,尤其是高含盐、高有机物、高毒性的难降解废水,其有效处理仍然是难点。为满足国内对高难度废水的处理要求,采用MVR蒸发技术,通过卧式降膜蒸发装置,分别对高盐废水、焦化废水RO浓缩液和垃圾渗滤液NF浓缩液进行中试处理。结果表明,该技术可对上述废水进行10~20倍的有效浓缩处理,减量化效果明显,且蒸馏水出水水质良好,可满足排放或回用的要求。废水处理产出1 t蒸馏水的最高电耗为25.1 kW·h,电价按0.6元(/kW·h)计,运行成本可控制在15.1元以下,与管网式反渗透(STRO)工艺处理焦化废水的运行成本(吨水处理成本为10.48元,按最佳水回收率55%折算,产水成本为19.05元/t)相比,具有一定的节能优势。采用MVR卧式降膜蒸发技术作为废水的深度处理技术是可行的,具有广阔的应用前景,值得深入研究和推广。

机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统自适应逐时优化研究

为实现工业废水处理过程中进料流量和进料浓度波动状态下的机械蒸汽再压缩系统逐时优化,建立了基于自适应SPAE2算法的逐时优化模型。采用SPEA2算法并结合自适应交叉概率、变异概率以及组合权重法的多目标逐时优化,以系统总功耗和总换热面积为优化目标,得到蒸发温度、压缩温升的最优组合。在原始研究的基础上,改进了SPEA2算法,并且将原始数据与优化结果进行对比,自适应SPEA2算法具有更强的全局寻优能力,优化结果具有更高准确性。利用最小二乘法对优化结果进行数据拟合,优化结果与恒定蒸发工况下结果相比:系统总功耗平均降低123.7 kW,换热面积平均减少36.3 m^(2);性能系数和㶲效率分别平均提高8.8%和26.6%,㶲损失平均降低102.3 kW。研究结果表明,所建立的系统逐时优化模型可以得到系统进料波动状态下各设备参数逐时变化值,提高了目标系统的能量利用率和热力学完善度。

罗茨压缩机驱动MVR热泵系统的实验研究

机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发系统是一种高效节能的蒸发体系。本文采用降膜蒸发器为蒸发主体、罗茨压缩机为蒸汽压缩机,并以水为实验原料研究了一套MVR蒸发装置。实验中以总蒸发水量和单位能耗蒸发水量(SMER)作为MVR蒸发系统的性能指标,分别研究了进料温度、蒸发压强、压缩机频率对其影响。结果表明:最佳进料温度是蒸发压强下的饱和液体温度;最适蒸发压强与具体系统的蒸发能力和压缩机效率密切有关,在压缩机效率保持较高水平的前提下,适当降低蒸发压强有利于系统的节能;压缩机的频率直接影响系统的蒸发量和压缩机的功耗,在压缩机允许的范围内增大压缩机频率,单位能耗蒸发量是增加的。

耦合过热蒸汽干燥的MVR蒸发结晶系统热力性能分析

机械蒸汽再压缩(MVR)作为目前最先进的蒸发结晶技术得到广泛关注和应用,本文结合过热蒸汽干燥技术的优势,提出一种耦合过热蒸汽干燥的MVR蒸发结晶干燥系统。基于EES软件建立数值模型,通过系统仿真的方法分析闪蒸压力pflash、进料浓度c0、循环倍率CR、换热温差ΔTmhex等对压缩机能耗Wcomp和系统能效系数COP、下降管结晶盐含水率的上限值ω和换热器UA值的影响情况。结果表明:耦合过热蒸汽干燥的MVR系统相比常规系统具有更高的COP、更低的Wcomp,并且能够获得干燥的结晶盐;循环倍率CR增大,压缩机压比π降低,有利于提高COP和降低Wcomp,但同时换热器UAmhex值会增大,设备成本增加;系统COP随pflash的变化关系与循环倍率CR有关,CR较低时,随Pflash的增大,系统COP增大,CR超过某一定值,随着pflash的增大,系统COP呈先升后降趋势,其最大值在pflash为40~50kPa;进入干燥器的下降管结晶盐含水率的上限值ω与进料浓度c0有关,随进料浓度c0的升高而增大;ΔTmhex对MVR系统性能有显著的影响,ΔTmhex每增大1K,COP平均降低5.6%、Wcomp平均升高5.8%、UAmhex平均减少14.4%,ω平均升高1.7%。

基于MVR热泵精馏的混合醇热集成分离工艺

机械蒸汽再压缩(MVR)热泵技术是把低品位的蒸汽通过压缩转变为高品位的蒸汽,循环用于热源的供热以减少能耗。而热集成技术则是合理的匹配冷热物流的换热,以提高物流的有效能利用率。鉴于精馏过程的高能耗和低热力学效率,本文以四元混合醇的分离为研究对象,把基于MVR热泵技术的热集成精馏工艺应用于该体系的分离,提出并研究了该体系带热集成与不带热集成各种MVR精馏工艺;以能耗和年总费用(TAC)为评价指标,采用Aspen Plus软件对各分离工艺进行模拟与优化,确定各分离工艺的操作参数与设备参数。研究结果表明,与常规顺序分离工艺相比,MVR精馏工艺节约能耗50%以上,节约年总费用约61%。带热集成MVR精馏工艺与不带热集成MVR精馏工艺相比,在能耗和年总费用方面,优势相当,但前者热力学效率提高了约9.5%。

MVR蒸发与多效蒸发技术的能效对比分析研究

针对氨基酸溶液蒸发浓缩生产过程的高能耗问题,提出一种新的基于机械蒸汽再压缩蒸发浓缩节能工艺及装置。介绍了机械蒸汽再压缩蒸发浓缩节能新工艺的工作原理,以15 t/h氨基酸的蒸发浓缩为工程实例,对采用MVR蒸发技术和传统的多效蒸发技术进行了能效对比分析研究。研究结果表明,采用MVR蒸发技术比传统的多效蒸发技术每年可节省783.14万元的加热蒸汽费用及20.12万元的蒸汽冷凝水费用,相当于节省了85.7%的标准煤。另外,在相同的蒸发条件下,MVR蒸发装置所需热量为三效蒸发的24%。

机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发器在食品工业中的应用

叙述了机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发器原理,通过与传统浓缩蒸发工艺对比,展现了MVR蒸发器节能环保的巨大优势,是未来蒸发器发展的一种趋势。介绍了MVR蒸发器在食品工业中的应用。

机械蒸汽再压缩(MVR)热泵技术的应用进展

介绍了机械蒸汽再压缩(MVR)热泵技术的节能原理及应用优势,概述了该技术在制盐、乳液浓缩、造纸、固体干燥、海水淡化及蒸馏等领域的应用现状,探讨了MVR热泵技术在实际应用中要关注的几个问题。并以仲丁醇-异丁醇小温差体系的分离为案列,应用MVR热泵精馏工艺,进行了能耗计算与分析,结果表明,MVR精馏工艺比双效精馏工艺节能约66%,预示着MVR热泵技术在节能领域具有潜在的巨大经济优势。

高盐废水蒸发结晶过程采用机械蒸汽再压缩(MVR)技术特性研究

为解决高盐废水蒸发结晶过程能耗较高的问题,设计开发了一套高效、节能的MVR热泵蒸发结晶系统,并以羟丙基甲基纤维素(HPMC)生产过程产生的高盐废水作为被处理物料开展实验研究。结果表明,开发的MVR热泵蒸发结晶系统运行稳定,各项工艺参数达到设计要求;系统蒸发量、运行能耗、COP、SMER等系统性能参数随着蒸发温度的升高逐渐增大,且理论值与实验值拟合较好;系统节能效果显著,相比传统三效与四效蒸发可分别节约标煤56.0%、41.4%,分别节约运行费用38.8%和18.3%。

MVR分质提盐蒸发结晶系统设计及性能分析

利用分质提盐蒸发结晶方法处理多组分高含盐废水,可实现废水的资源化利用。本文根据废水中硫酸钠和氯化钠的溶解度随温度的变化关系,提出了机械蒸汽再压缩(MVR)分质提盐蒸发结晶系统,以降膜蒸发器作为系统的预蒸发器,与两效强制循环蒸发器联用,同时对冷凝水加以回收,使废水中硫酸钠和氯化钠分别结晶。首先设计了系统的具体工艺流程,依据质量和能量平衡关系建立系统及其设备的数学模型并进行模型验证。随后对常压下硫酸钠质量分数为5%、氯化钠质量分数为8%的混合溶液蒸发结晶过程进行实例计算,并将其与传统五效蒸发分盐系统进行性能对比。综合能量分析与㶲分析结果表明,MVR分质提盐蒸发结晶系统的节能程度更高,同一工况下相较于传统五效蒸发分盐系统,效能系数(COP)提高了93.5%,单位能耗则降低了77.6%;㶲效率提高了70.4%,㶲损失则降低了33.6%,表明MVR分质提盐蒸发结晶系统在实现废水中硫酸钠和氯化钠结晶回收利用的同时系统热力学完善度和节能性更大。

页岩气压裂返排液的分析与双效MVR处理

对西南地区某页岩气田压裂返排液进行了分析,在此基础上采用双效机械蒸汽再压缩(MVR)系统对其进行处理,建立了完整的计算模型,并对影响系统的主要参数进行了探讨。压裂返排液分析结果表明:蒸发浓缩液黏度与相同浓度氯化钠溶液的黏度相近,可排除因有机物富集导致其在蒸发器内壁附着而影响传热系数及堵塞蒸发器的可能。模型计算结果表明:进料含盐率由2%增至6%时,压缩机比功耗与压缩机进气量的降幅均小于4.0%,两效蒸发器面积分别减小约4.3%和18.5%;传热温差由4℃升至8℃时,压缩机比功耗增加约51.0%,两效蒸发器面积均减小约49.6%;在系统安全运行的前提下,提高蒸发温度可降低系统能耗。

垃圾渗滤液浓缩用MVR蒸发管内CaCO_3结垢过程数值分析

基于圆管立式降膜蒸发传热传质的相关理论,建立了其管内Ca CO3结垢过程的数学模型,并应用于垃圾渗滤液浓缩用机械蒸汽再压缩(MVR)立式降膜蒸发管内Ca CO3结垢过程研究,得到了各结垢参数在不同结垢阶段的变化规律。结果表明:结垢初期,蒸发管内Ca CO3的沉积速率远大于剥蚀速率,净存速率较大,污垢层厚度、污垢热阻快速增加,使得蒸发管总传热系数快速减小,进而引起蒸发器的蒸发量、浓缩比快速减小;结垢中期,Ca CO3的净存速率变小,污垢增加变缓,各结垢参数变化趋势由急变缓;结垢末期,Ca CO3的净存速率趋近于零,污垢不再增加,各结垢参数趋于稳定;相比蒸发管入口,出口液膜溶液的流量小、Ca CO3浓度高,结垢更严重,且受整个蒸发管结垢的影响,液膜溶液流量、Ca CO3浓度变化较大,各结垢参数变化更迅速,更早趋于稳定。

MVR蒸汽罗茨风机性能对比分析

为了探究机械式蒸汽再压缩（MVR）系统中蒸汽罗茨风机的运行性能，采用计算流体动力学Fluent软件，在设计工况条件下对空冷和逆流冷却三叶渐开线型罗茨风机设计的内部流场、出口流量、压力、温度的脉动性能进行了研究；同时，对逆流冷却罗茨风机在不同升压、不同转速变工况下的脉动特性进行了分析。研究表明：逆流冷却罗茨风机可避免蒸汽回流，降低了气动力噪声，流场均匀性和脉动性能均优于空冷罗茨风机，出口温度和压力能很好地满足MVR系统的工艺设计需求；在升压6.4～19.2kPa范围内，其绝热效率比空冷罗茨风机高1.2%～1.7%，综合性能更优。逆流冷却罗茨风机在不同升压、不同转速变工况下运行时，有着良好的稳定性，出口流量和温度可以各自调节满足生产需要，通过调节变频电机转速可实现流量调节；通过调节预进气蒸汽温度可实现蒸汽出口温度调节；逆流冷却罗茨风机的出口温度模拟值与实验值吻合较好。

臭氧微纳米气泡处理焦化废水零排放工艺中浓盐水的效能

焦化废水的零排放工艺中使用蒸汽机械再压缩(MVR)蒸发结晶处理膜浓缩液,最终产生超高盐浓缩液废水,其难以通过传统氧化方法进行处理。臭氧微纳米气泡技术能够提高臭氧传质效率、增强臭氧氧化能力,可望用于处理MVR浓缩母液。为验证该技术的工程应用可行性,以MVR浓缩母液为研究对象,对比臭氧微纳米气泡和普通大气泡2种曝气方式下臭氧传质速率以及有机物的降解效能,从技术、经济角度分析盐浓度和有机物浓度对2种臭氧氧化工艺处理效果的影响,以界定臭氧微纳米气泡技术处理高盐废水的适用范围。结果表明:随着盐浓度从0.1 mol/L增加至1 mol/L,微纳米气泡和普通大气泡的臭氧传质系数分别提高0.13和0.09倍,臭氧自分解速率分别升高2.10和1.38倍。在处理高盐、高有机物废水(TOC浓度为57.2~587.6 mg/L,电导率为3.47~28.6 mS/cm)时,臭氧微纳米气泡较普通大气泡的TOC去除率提升0.50~3.76倍,吨水能耗最大可降低71%;处理超高盐、超高有机物废水(TOC浓度为5626 mg/L,电导率为164.3 mS/cm)时,臭氧微纳米气泡去除效果与普通大气泡趋于一致且吨水能耗更高。高盐废水的盐浓度和有机物浓度对臭氧微纳米气泡处理效能影响显著,工程应用中应根据废水特性选择合适的臭氧曝气方式。