針對處理量100噸/天的氯化鈣(CaCl?)溶液MVR蒸發濃縮系統,以下是專業設計方案的關鍵要點:
一、氯化鈣MVR蒸發濃縮系統設計基礎參數
1.進料條件
處理量:100t/d(按24h運行計,約4.17t/h)
初始濃度:通常10%~20%(根據實際工況調整)
目標濃度:40%~50%(可結晶至70%以上固態)
進料溫度:常溫(20~30℃)
2.物料特性
沸點升高(BPE):高濃度CaCl?溶液BPE顯著(如40%溶液BPE約15℃),需精確計算。
腐蝕性:需選用鈦材(TA2)或2205雙相不銹鋼。
二、MVR系統核心設計
1.蒸發器選型
強制循環蒸發器(FC):適合高濃度、易結垢的CaCl?溶液,強制流速≥1.5m/s防結垢。
設計壓力:0.06~0.08MPa(真空操作降低沸點)。
2.壓縮機參數
溫升需求:根據BPE+系統ΔT(通常8~12℃),如二次蒸汽80℃→壓縮至92℃。
壓縮機類型:羅茨壓縮機(效率高,適合中小溫升)或離心式(大流量)。
功率估算:約100~150kW(需熱力計算確認)。
3.換熱面積:按傳熱系數K=1500~2000W/(m2·K)計算,面積約200~300m2(需校核結垢系數)。
4.預加熱器:利用冷凝水余熱預熱進料至60℃以上,降低蒸汽耗量。
三、節能與輔助系統
1.熱能回收
冷凝水閃蒸回收:產生低壓蒸汽回用。
出料余熱:通過板換預熱進料。
2.真空系統:水環真空泵:維持系統0.07MPa,降低蒸發溫度至60~70℃。
3.防結垢措施:在線清洗(CIP):定期酸洗(如2%硝酸)。添加阻垢劑(可選)。
四、能耗與經濟性
1.比能耗
電耗:約35~45kWh/t水(含壓縮機、泵等)。
蒸汽:僅啟動時使用,正常運行接近零蒸汽消耗。
2.運行成本:按電價0.7元/kWh,噸水處理成本約25~35元。
五、設備清單(示例)
設備名稱 | 規格參數 | 材質 |
強制循環蒸發器 | 換熱面積250m2,ΔT=10℃ | TA2鈦材 |
蒸汽壓縮機 | 流量3.5t/h,溫升12℃,功率120kW | 316L不銹鋼 |
冷凝器 | 面積80m2 | 鈦管 |
離心泵(強制循環) | Q=50m3/h,H=20m | 2205雙相鋼 |
六、注意事項
1.濃度控制:出口設在線密度計,防止過飽和結晶堵塞。
2.防腐監測:定期檢查焊縫與泵腔腐蝕情況。
3.自動化:PLC集成控制壓縮機頻率、進料量、真空度。
如需詳細工藝計算書或設備圖紙,可進一步提供具體進料參數(如Cl?含量、pH值等)進行定制化設計。