一、蒸發(fā)器類型與適用場景
多效蒸發(fā)器
原理:串聯(lián)2-4個效段,前一效產(chǎn)生的二次蒸汽作為后一效熱源,熱能利用率超70%。
應用:適合高濃度融雪鹽濃縮。例如,某化工企業(yè)采用三效蒸發(fā)器將20%氯化鈣原料液濃縮至70%以上,結合冷卻結晶生產(chǎn)二水氯化鈣,噸產(chǎn)品蒸汽消耗降低40%。
材質(zhì):高濃度工況選用TA10/TA9鈦合金防應力腐蝕,中濃度用TA2鈦合金,低濃度用2205雙相鋼。
MVR蒸發(fā)器(機械蒸汽再壓縮)
原理:通過壓縮機將二次蒸汽壓縮升溫,重新作為熱源循環(huán)使用,噸水電耗約28-35kWh。
優(yōu)勢:節(jié)能顯著,適合低濃度溶液(如<35%氯化鈣),常與多效蒸發(fā)器聯(lián)用處理工業(yè)廢水(如造紙黑液),實現(xiàn)鹽分回收與零排放。
降膜/升膜蒸發(fā)器
降膜蒸發(fā)器:溶液在加熱管內(nèi)壁呈膜狀下流,適用于粘度較大或易結晶的溶液(如氯化鈣溶液),傳熱系數(shù)高且結垢松軟易清洗。
升膜蒸發(fā)器:溶液由底部引入,高速二次蒸汽帶動形成膜狀流動,適合熱敏性物料(如果汁濃縮),但不適用于高粘度溶液。
二、核心結構與工作原理
加熱室與分離室:溶液在加熱管內(nèi)受熱蒸發(fā),汽液混合物進入分離室實現(xiàn)固液分離。例如,中央循環(huán)管式蒸發(fā)器通過密度差驅動溶液循環(huán),懸筐式蒸發(fā)器則通過環(huán)隙通道強化循環(huán),減少結垢。
結晶與分離系統(tǒng):濃縮后的溶液進入結晶槽,通過溫度梯度控制(如緩慢降溫)使鹽分結晶析出,再經(jīng)離心機或過濾設備分離晶體與母液,晶體經(jīng)干燥后成為融雪劑原料。
輔助系統(tǒng):包括預熱器(多級預熱至沸點減少熱損失)、蒸汽噴射熱泵(回收二次蒸汽)、自動化控制系統(tǒng)(監(jiān)測溫度、壓力、濃度參數(shù))。
三、選型關鍵因素
濃度與材質(zhì):低濃度溶液優(yōu)先MVR蒸發(fā)器;中高濃度需耐腐蝕材質(zhì)(如鈦合金),pH值調(diào)節(jié)至中性/弱堿性以降低腐蝕速率。
能耗與成本:多效蒸發(fā)器平衡投資與運行成本,MVR適合節(jié)能要求高的場景。
工藝需求:熱敏性物料(如果汁)需低溫蒸發(fā);易結垢溶液需選擇強制循環(huán)或刮板式蒸發(fā)器,通過添加晶種/表面活性劑促進均勻結晶。
四、應用案例與優(yōu)勢
資源化回收:某造紙廠采用MVR-多效聯(lián)合工藝,將廢水中的氯化鈣濃縮至結晶點,結晶鹽回用于生產(chǎn),冷凝水達標回用。
環(huán)保效益:減少高鹽雪水對土壤、水體的腐蝕損害,降低污水處理廠負荷,回收的融雪鹽可循環(huán)使用(如作為融雪劑、鈣鹽原料)。
經(jīng)濟價值:通過鹽分資源化實現(xiàn)成本節(jié)約,例如二水氯化鈣純度可達98%以上,用于干燥劑、融雪劑或鈣鹽生產(chǎn)。
五、技術特點與趨勢
智能化:自動化控制系統(tǒng)實時監(jiān)測參數(shù),確保穩(wěn)定運行;蒸汽噴射熱泵、MVR技術提升熱能利用率。
模塊化設計:適應不同場地條件(如土壤滲透性、年降雨量),支持海綿城市建設需求。
綠色工藝:結合反滲透、活性炭過濾等預處理技術,實現(xiàn)融雪劑雪水的無害化處理與循環(huán)利用。
融雪劑制備蒸發(fā)器通過“蒸發(fā)-結晶-分離”工藝,實現(xiàn)鹽分資源化回收與水體凈化,是城市水資源循環(huán)利用的關鍵設備,兼具環(huán)保效益與經(jīng)濟價值。