高效传热抗结垢MVR蒸发结晶装置

324 编辑：中冶有色技术网来源：南京合一环境集团有限公司

2023-12-04 14:05:14

权利要求书： 1.一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，其特征在于：包括含盐废水缓冲罐（1），含盐废水输送至含盐废水缓冲罐（1）内，所述含盐废水缓冲罐（1）通过废水管道与废水进料泵（2）相连接，废水进料泵（2）通过废水管道与废水预热器（3）相连接，所述废水预热器（3）通过冷凝水管道与冷凝水罐（4）相连接，所述冷凝水罐（4）通过冷凝水管道与冷凝水泵（5）相连接；

新鲜蒸汽通过蒸气管道与蒸汽压缩机（6）及降膜加热器（7）相连接，降膜蒸发器（8）通过蒸汽管道、物料管道与蒸汽压缩机（6）和降膜加热器（7）相连接，降膜循环转料泵（9）通过物料管道与降膜加热器（7）和降膜蒸发器（8）相连接，降膜循环转料泵（9）与降膜蒸发器（8）相连接的管道与废水预热器（3）通过废水管道相连接；新鲜蒸汽通过蒸汽管道与蒸汽压缩机（6）及强制循环加热器（10）相连接，强制循环蒸发器（11）通过蒸汽管道、浆料管道与蒸汽压缩机（6）和强制循环加热器（10）相连接，强制循环泵（12）通过浆料管道与强制循环加热器（10）和强制循环蒸发器（11）相连接，强制循环泵（12）与强制循环蒸发器（11）相连接的循环管道与降膜循环转料泵（9）通过物料管道相连接；

循环管道、出料泵（13）、稠厚器（14）和离心机（15）分别依次通过管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，其特征在于：所述降膜加热器（7）设有若干层降膜分布器。

3.根据权利要求1所述的一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，其特征在于：所述降膜加热器（7）为立式垂直布置。

4.根据权利要求1所述的一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，其特征在于：所述降膜循环转料泵（9）为变频离心泵。

5.根据权利要求1所述的一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，其特征在于：所述强制循环加热器（10）换热管内表面做抛光处理。

6.根据权利要求1所述的一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，其特征在于：所述强制循环泵（12）为大流量、低扬程的轴流泵。

7.根据权利要求1所述的一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，其特征在于：所述强制循环蒸发器（11）为立式，内表面部分做抛光处理。

8.根据权利要求1所述的一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，其特征在于：所述循环管道内表面做抛光处理。

说明书：一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置技术领域[0001] 本实用新型属于含盐废水蒸发结晶处理技术领域，具体涉及一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置。

背景技术[0002] 含盐废水中含有一定量的盐量，盐分种类复杂，同时可能含有一定量的有机成分，该类废水处理难度大，处理工艺复杂。含盐废水由于复杂盐分的存在，采用一般的生化或物

化处理手段，处置效果不明显，设备运行寿命也较短。为确保实现含盐废水无害化、无污染

化处置，实现绿色环保的废水处理，含盐废水的零废水排放处理技术是目前处理含盐废水

的热门有效技术方案。

[0003] 含盐废水零废水排放技术流程包括物化预处理、超滤膜浓缩和蒸发结晶相关技术，该技术流程涉及多种技术方法，技术种类多、技术难度大、相关理论研究少，各处理工段

是否达到要求的处理性能对含盐废水的废水零排放的实现均具有一定的影响。特别是蒸发

结晶工段，该工段进水含盐量高、组分复杂，是含盐废水零排放的关键工段，该工段运行效

果的好坏，在一定程度上决定了整套含盐废水零排放装置的技术水准和运行效果。

[0004] 在已建成的含盐废水零排放项目，部分蒸发结晶装置存在运行负荷不及预期，装置运行物耗、能耗高，装置设备结垢需要频繁的进行机械/化学清洗，设备连续、稳定运行性

能差，甚至出现装置无法连续稳定的长期运行以及装置无法运行的情况。提高装置的热量

利用效率、传热设备的传热性能、降低装置的运行能耗，避免和减缓装置的设备结垢，尽可

能的降低装置清洗频次，是实现蒸发结晶装置高效、连续、稳定长期运行的关键，也是蒸发

结晶装置技术设计的重点和难点。

实用新型内容

[0005] 本实用新型研发出一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，该装置可循环利用蒸汽的热量，强化设备的传热效率、降低装置结垢情况的发生，降低装置清洗的频次，装置整

体投资不高、运行物耗能耗较低，装置可连续、稳定、高效的长周期运行。

[0006] 本实用新型采用的技术方案如下：一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，包括含盐废水缓冲罐，含盐废水输送至含盐废水缓冲罐内，所述含盐废水缓冲罐通过废水管道与

废水进料泵相连接，废水进料泵通过废水管道与废水预热器相连接，所述废水预热器通过

冷凝水管道与冷凝水罐相连接，所述冷凝水罐通过冷凝水管道与冷凝水泵相连接。

[0007] 新鲜蒸汽通过蒸气管道与蒸汽压缩机及降膜加热器相连接，降膜蒸发器通过蒸汽管道、物料管道与蒸汽压缩机和降膜加热器相连接，降膜循环转料泵通过物料管道与降膜

加热器和降膜蒸发器相连接，降膜循环转料泵与降膜蒸发器相连接的管道与废水预热器通

过废水管道相连接；新鲜蒸汽通过蒸汽管道与蒸汽压缩机及强制循环加热器相连接，强制

循环蒸发器通过蒸汽管道、浆料管道与蒸汽压缩机和强制循环加热器相连接，强制循环泵

通过浆料管道与强制循环加热器和强制循环蒸发器相连接，强制循环泵与强制循环蒸发器

相连接的循环管道与降膜循环转料泵通过物料管道相连接；

[0008] 循环管道、出料泵、稠厚器和离心机分别依次通过管道连接。[0009] 进一步地，所述降膜加热器设有若干层降膜分布器；[0010] 进一步地，所述降膜加热器为立式蒸发器且垂直布置；[0011] 进一步地，所述降膜循环转料泵为变频离心泵；[0012] 进一步地，所述强制循环加热器换热管内表面进行特殊抛光处理；[0013] 进一步地，所述强制循环泵为大流量、低扬程的轴流泵；[0014] 进一步地，所述强制循环蒸发器为立式蒸发器；[0015] 进一步地，所述强制循环蒸发器部分内表面进行特殊抛光处理；[0016] 进一步地，所述强制循环管道内表面进行特殊抛光处理；[0017] 进一步地，所述出料泵为开式叶轮离心泵；[0018] 进一步低，所述强制循环蒸发器与强制循环加热器相对高度不小于4米。[0019] 本实用新型的有益效果包括：[0020] （1）本实用新型的一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，热源利用率高，蒸汽热量可循环利用，吨水的能耗量约相当于传统的三效蒸发器的30 50%，节能效果明显；

~

[0021] （2）本实用新型的一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，装置运行成本较低，正常运行工况下，装置不需要额外补充蒸汽，仅压缩机和机泵消耗电能，以20吨/h的含盐废水

处理装置作为比较基准，传统的三效蒸发结晶装置所需要的吨水运行费用约为84元（蒸汽

耗量约为4.0吨/小时，蒸汽价格按200元/吨计，电耗量约为50kwh，电费价格按0.8元计），而

MR蒸发结晶装置所需要的吨水运行费用约为36元（电耗量约为450kwh），装置年运行时间

以8000小时计算，年节省运行费用约为20×(84?36)×8000=7680000元，每年可节省运行费

用768万元，装置运行2 3年即可节省MR装置的建设投资费用；

~

[0022] （3）本实用新型的一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，降膜蒸发器传热效率2

高，传热系数可达到1600 2200W/m·℃，抗结垢强制循环蒸发器传热系数可达到1200

2 ~ 2 ~

1700W/m·℃，传统的蒸发器传热系数约为800 1200W/m·℃在相同的传热温差下，较高

~

的传热系数可有效的降低所需要的传热面积，进而有效降低配置的加热器投资费用，从而

可降低项目的建设投资费用；

[0023] （4）本实用新型的一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，装置强制循环蒸发系统具有优异的抗结垢性能，装置所需要停车进行机械/化学清洗的频次较低，装置可长期安

全、稳定、连续的运行，降低了由于机械/化学清洗所需要的人工和药剂费用，大大提高了装

置的年运行时间，有效的提高了装置的经济性和可靠性。

附图说明[0024] 附图1为本实用新型的工艺流程简图；[0025] 图中：1含盐废水缓冲罐、2废水进料泵、3废水预热器、4冷凝水罐、5冷凝水泵、6蒸汽压缩机、7降膜加热器、8降膜蒸发器、9降膜循环转料泵、10强制循环加热器、11强制循环

蒸发器、12强制循环泵、13出料泵、14稠厚器、15离心机。

具体实施方式[0026] 下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。[0027] 实施例1[0028] 如附图1所示，一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，包括含盐废水缓冲罐1，含盐废水输送至含盐废水缓冲罐1内，含盐废水缓冲罐1通过废水管道与废水进料泵2相连接，

废水进料泵2通过废水管道与废水预热器3相连接，废水预热器3通过冷凝水管道与冷凝水

罐4相连接，冷凝水罐4通过冷凝水管道与冷凝水泵5相连接。

[0029] 新鲜蒸汽通过蒸气管道与蒸汽压缩机6及降膜加热器7相连接，降膜蒸发器8通过蒸汽管道、物料管道与蒸汽压缩机6和降膜加热器7相连接，降膜循环转料泵9通过物料管道

与降膜加热器7和降膜蒸发器8相连接，降膜循环转料泵9与降膜蒸发器8相连接的管道与废

水预热器3通过废水管道相连接；新鲜蒸汽通过蒸汽管道与蒸汽压缩机6及强制循环加热器

10相连接，强制循环蒸发器11通过蒸汽管道、浆料管道与蒸汽压缩机6和强制循环加热器10

相连接，强制循环泵12通过浆料管道与强制循环加热器10和强制循环蒸发器11相连接，强

制循环泵12与强制循环蒸发器10相连接的循环管道与降膜循环转料泵9通过物料管道相连

接；

[0030] 循环管道、出料泵13、稠厚器14和离心机15分别依次通过管道连接。[0031] 实施例2[0032] 一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，含盐废水储存于含盐废水缓冲罐1中，通过废水进料泵2输送至废水预热器3进行预热，预热后的含盐废水送入降膜加热器7自上而

下以膜状流入降膜加热器7底部，在降膜蒸发器8内气液分离，浓缩后的废水由降膜循环转

料泵9大部分送至降膜加热器7循环蒸发，当废水浓缩到一定浓度后送至强制循环管道，强

制循环管道内的废水通过轴流泵输送到强制循环加热器10加热至过饱和状态，过饱和的废

水在强制循环蒸发器11内气液分离，进而产生结晶盐。结晶盐随着强制循环蒸发结晶系统

内的废水不断蒸发浓缩至一定含盐量后，由出料泵13送至稠厚器14进行增稠处理，稠厚器

14内含有大量结晶盐的浆料送至离心机15进行离心脱水，离心脱水后的固体盐送至界区

外。

[0033] 降膜蒸发器8与强制循环蒸发器11产生的二次蒸汽通过蒸汽管道输送至蒸汽压缩机6，二次蒸汽经蒸汽压缩机6增压升温后，通过蒸汽管道输送至降膜加热器7和强制循环加

热器10对含盐废水进行加热，从而实现蒸汽的热焓循环利用。降膜加热器7与强制循环加热

器10产生的蒸汽冷凝水通过管道自流至冷凝水罐4中，由冷凝水泵5输送至废水预热器3对

废水进行预热，回收余热的冷凝水送至界区外。

[0034] 新鲜蒸汽作为装置的启动热源，在装置开车阶段通过蒸汽管道输送至降膜加热器7和强制循环加热器10对废水进行加热，待装置平稳运行，蒸汽压缩机6正常工作后，停止新

鲜蒸汽的通入。待装置运行一段时间后，需要补充新鲜蒸汽时再补充蒸汽。

[0035] 实施例3[0036] 一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，以进料为1% 5%的氯化钠废水为例进行说~

明，10 40℃的氯化钠废水进入废水预热器3预热到60 80℃后进入降膜蒸发系统蒸发，降膜

~ ~

蒸发系统的循环转料泵9将90 120℃的8% 16%的氯化钠料液输送至强制循环蒸发系统，出

~ ~

料泵13将90 120℃含固量为5% 25%的氯化钠浆料输送至稠厚器14，稠厚器14中含固量为

~ ~

10% 50%的氯化钠浆料送至离心机15，离心机15产出含水量为1% 20%的氯化钠固料盐送至

~ ~

界区外。

[0037] 降膜蒸发器8的操作压力为80 200kPa，强制循环蒸发器11的操作压力为80~ ~

200kPa，蒸汽压缩机6进口蒸汽温度为90 120℃，蒸汽压缩机6出口蒸汽温度为105 140℃，

~ ~

蒸汽压缩机6进口压力为80 200kPa，蒸汽压缩机6出口压力为120 360kPa，降膜加热器7和

~ ~

强制循环加热器10的热源温度为105 140℃，新鲜蒸汽的温度为110 140℃，新鲜蒸汽的压

~ ~

力为140 360kPa。

~

[0038] 冷凝水罐4中冷凝水的温度为105 140℃，冷凝水经冷凝水泵5输送至废水预热器3~

对废水进行预热进行余热回收后，冷却至40 60℃送至界区外回用。

~

[0039] 实施例4[0040] 一种高效传热抗结垢MR蒸发结晶装置，降膜加热器7传热系数可达1600 2200W/~

2 2

m·℃，抗结垢强制循环加热器10传热系数可达到1200 1700W/m·℃，较传统的蒸发器具

~

有传热效率高。

[0041] 蒸汽压缩机6将蒸发器产生的二次蒸汽进行加压升温，提高蒸汽的焓品质，实现蒸汽的循环利用，降低蒸发结晶装置的蒸汽耗量及整体能耗，大大节省了运行成本，为企业创

造了一定的经济价值。

[0042] 强制循环蒸发系统优异的抗结垢性能使得装置连续、稳定、安全运行的周期大大提高，装置不需要频繁的停车清洗，降低了由于机械/化学清洗的频次及所需要的人工和药

剂费用，装置的年运行时间也大大提高，使装置具有更好的经济性和可靠性。

[0043] 上述内容，仅为本发明的较为优异的实例揭露，然而并非用于限定本发明，本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范畴内，当可作各种

更动和润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。