
一、新型蒸發結晶干燥器裝置專利(專利號ZL201721526331.4)
根據化工企業生產中蒸發濃縮、脫溶、汽提、脫氣等工藝的特點,以及環保領域中高鹽廢水蒸發的特點,我公司提出了新型蒸發結晶干燥器的概念并申請了專利。
二、生產工藝領域應用介紹
1. 普通濃縮結晶分離工藝簡介
如上圖所示產品甲苯溶液進入濃縮裝置將大部分甲苯蒸出,剩余濃縮液進入降溫結晶裝置經冷媒降溫至10℃,待產品結晶后進入分離裝置分離得到產品,剩余母液繼續進入濃縮裝置進行回收再濃縮。
2. 新型蒸發結晶干燥器工藝簡介
如上圖所示,工藝料液進入新型蒸發結晶干燥器,在新型蒸發結晶干燥器中甲苯溶液被蒸出并且有大量固體產品析出,然后固體產品經干燥并輸送至至接料桶。整個過程蒸發、結晶、干燥一次完成,節省大量操作步驟,降低了能耗,節約生產成本及減少了生產時間,同時由于沒有母液產生相對于普通生產工藝降低了設備的處理量,減少了設備投資,節約了設備能耗。
為了進一步降低能耗,設備的運行采取PLC自動控制。整個裝置的溫度、壓力及流量等參數均由傳感器采集,傳輸至集中控制室進行自動化控制。
3. 普通濃縮結晶分離工藝和新型蒸發結晶干燥器優缺點比較
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工藝 |
普通濃縮結晶分離工藝 |
新型蒸發結晶干燥器 |
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工藝原理 |
通過濃縮裝置、降溫結晶裝置、分離裝置多步操作將產品和溶媒分離。 |
通過新型蒸發結晶干燥器一次性的將產品和溶媒分離。 |
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操作便利性 |
處理步驟多、裝置多、所需人工多。 |
一套裝置,操作簡單,自動化程度高,所需人工操作極少。 |
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運行能耗 |
由于分離裝置產生的母液需回收處理,極大的增加了整個系統的能耗。 |
整個過程蒸發、結晶、干燥一次完成,節省大量操作步驟,降低了能耗,節約生產成本及減少了生產時間,同時由于沒有母液產生從而降低了設備的處理量,減少了設備投資。 |
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固體出料情況 |
間歇出固體,料液較粘稠時離心效果差,固體中含濕量大濕度約15%。 |
連續出固體,可直接干燥至干品。 |
三、廢水處理領域應用介紹
1. 普通MVR蒸發器工藝簡介
如上圖所示料液經過冷凝水預熱器預熱后,隨循環液由蒸發器底部進入加熱管內被殼程蒸汽加熱,在循環泵的作用下沿加熱管向上流動,進入分離器蒸發,實現汽液分離。濃縮液從分離器的下方排出,經強制循環泵進入蒸發器繼續循環,達到濃度的料液經濃縮液輸送泵進入降溫結晶釜,降溫結晶后進入離心機分離出固體鹽,離心母液進入母液罐經母液輸送泵送入蒸發器繼續循環;二次蒸汽從分離器的頂部進入蒸汽壓縮機內進行壓縮,提高溫度和熱焓,然后作為熱源進入蒸發器殼程對料液進行加熱。產生的冷凝水、經過預熱器與料液換熱后排出系統。
2. 新型蒸發結晶干燥器工藝簡介
如上圖所示,含鹽廢水進入新型蒸發結晶干燥器,在新型蒸發結晶干燥器中水分被蒸出并且有大量固體鹽析出,然后固體鹽經干燥并輸送至至接料桶。整個過程蒸發、結晶、干燥一次完成,節省大量操作步驟,降低了能耗,節約生產成本及減少了生產時間,同時由于沒有母液產生從而降低了設備的處理量,減少了設備投資,節約了設備能耗。
為了進一步降低能耗,設備的運行采取PLC自動控制。整個裝置的溫度、壓力及流量等參數均由傳感器采集,傳輸至集中控制室進行自動化控制。
3. 普通MVR蒸發器和新型蒸發結晶干燥器優缺點對比
表3.3-1 普通MVR蒸發器和新型蒸發結晶干燥器優缺點對比表
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項目 |
普通MVR蒸發器 |
新型蒸發結晶干燥器 |
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工藝原理 |
將鹽水預熱后,進入蒸發器并在蒸發器內部分蒸發。所產生的二次蒸汽經壓縮機壓縮提高壓力后引入到蒸發器的加熱側。蒸汽冷凝后作為中水回用,固體鹽用離心機分離,如此實現熱能的循環利用。 |
新型蒸發結晶干燥器通過機械作用使物料強制形成膜層,加大蒸發面積,增快蒸發速率,實現高效率、低能耗。有效解決了現有單效MVR蒸發器對于含固顆粒、結晶、聚合、結垢等物料濃縮過程中的一系列問題。 |
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進料要求 |
不適用于高粘度、有晶體析出和易結垢的溶液。 |
可適用于大部分工況(對于高粘度、有晶體析、易聚合、易結垢等物料都可處理。) |
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運行穩定性 |
易結焦堵管,操作要求較高,需經常清理加熱管,需人工分離固體鹽效率低。 |
運行穩定,無結焦堵管現象,自動出鹽無需人工參與。 |
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運行能耗 |
高(詳見表3.3-2) |
低(詳見表3.3-2) |
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固體鹽出料情況 |
間歇出鹽,料液較粘稠時離心除鹽效果差,固體鹽中含濕量大濕度約15%固廢處理費用增多(詳見表3.3-2)。 |
連續出鹽,可直接濃縮至干品,濕度約3%使固廢處理費用顯著降低(詳見表3.3-2)。 |
表3.3-2 能耗對比表
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名稱 |
每噸廢水處理費(元/t) |
每日廢水處理費(元/日) |
每年廢水處理費(萬元/年) |
每日固廢處理費(元/日) |
每年固廢處理費(萬元/年) |
備注 |
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普通MVR蒸發器 |
89.88 |
4314.24 |
129.4272 |
30000 |
900.00 |
詳見表3.3-3 |
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新型蒸發結晶干燥器 |
76.05 |
3650.40 |
109.5120 |
24720 |
741.60 |
詳見表3.3-4 |
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注:本工藝能耗計算以處理2000kg/h廢水(含10%氯化銨)為例。 |
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表3.3-3 普通MVR蒸發器運行能耗統計表
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新型蒸發結晶干燥器工藝能耗示意圖 注:本工藝能耗計算以處理2000kg/h廢水(含10%氯化銨)為例。 |
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處理每噸含鹽廢水動力消耗 |
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序號 |
名稱 |
消耗量 |
單位 |
單價 |
單位 |
總價 |
備注 |
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1 |
水蒸氣 |
0.09 |
t/t廢水 |
180.00 |
元/t |
16.20 |
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2 |
電 |
85.50 |
Kwh/t廢水 |
0.70 |
元/ kwh |
59.85 |
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合 計 |
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76.05 |
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固體鹽處理費用 |
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序號 |
名稱 |
固體鹽產生量 |
單位 |
單價 |
單位 |
總價(元) |
備注 |
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1 |
固體鹽 |
4.944 |
t/天 |
5000 |
元/t |
24720 |
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四、新型蒸發結晶干燥器產品系列
我公司以用戶需求為導向,針對不同粘度的出料產品開發出低粘度物料新型蒸發結晶干燥器、中粘度物料新型蒸發結晶干燥器、高粘度物料新型蒸發結晶干燥器。
1. 低粘度物料新型蒸發結晶干燥器
適用于出料產品類型為松散顆粒狀的、晶粒狀的低粘度物料。如下圖:

2. 中粘度物料新型蒸發結晶干燥器
適用于出料產品為粘連塊狀的中粘度物料,如下圖:
3. 高粘度物料新型蒸發結晶干燥器
適用于出料產品為粘稠狀的,污泥狀的高粘度物料,如下圖:

五、新型蒸發結晶干燥器裝置工藝特點:
(1) 工藝原理:有效解決了普通蒸發設備對于含固顆粒、結晶、聚合、結垢等物料濃縮過程中的一系列問題;
(2) 進料要求:可適用于大部分工況(對于高粘度、有晶體析、易聚合、易結垢等物料都可處理);
(3) 運行穩定性:運行穩定,無結焦堵管現象,自動出鹽無需人工參與;
(4) 固體鹽出料情況:連續出鹽,可直接濃縮至干品,根據物料特性濕度可低至3%,使固廢處理費用顯著降低。