一、新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器裝置(號ZL.4)
根據(jù)化工企業(yè)生產(chǎn)中蒸發(fā)濃縮、脫溶、汽提、脫氣等工藝的特點，以及環(huán)保領(lǐng)域中高鹽廢水蒸發(fā)的特點，我公司提出了新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器的概念并申請了。
二、生產(chǎn)工藝領(lǐng)域應(yīng)用介紹
1. 普通濃縮結(jié)晶分離工藝簡介
如上圖所示產(chǎn)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(jié)晶裝置經(jīng)冷媒降溫至10℃，待產(chǎn)品結(jié)晶后進入分離裝置分離得到產(chǎn)品，剩余母液繼續(xù)進入濃縮裝置進行回收再濃縮。
2. 新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器工藝簡介
如上圖所示，工藝料液進入新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器，在新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器中甲苯溶液被蒸出并且有大量固體產(chǎn)品析出，然后固體產(chǎn)品經(jīng)干燥并輸送至至接料桶。整個過程蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥一次完成，節(jié)省大量操作步驟，降低了能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本及減少了生產(chǎn)時間，同時由于沒有母液產(chǎn)生相對于普通生產(chǎn)工藝降低了設(shè)備的處理量，減少了設(shè)備投資，節(jié)約了設(shè)備能耗。
為了進一步降低能耗，設(shè)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(shù)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(jié)晶分離工藝和新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器優(yōu)缺點比較
| 工藝 | 普通濃縮結(jié)晶分離工藝 | 新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器 |
| 工藝原理 | 通過濃縮裝置、降溫結(jié)晶裝置、分離裝置多步操作將產(chǎn)品和溶媒分離。 | 通過新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器一次性的將產(chǎn)品和溶媒分離。 |
| 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。 |
| 運行能耗 | 由于分離裝置產(chǎn)生的母液需回收處理，極大的增加了整個系統(tǒng)的能耗。 | 整個過程蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥一次完成，節(jié)省大量操作步驟，降低了能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本及減少了生產(chǎn)時間，同時由于沒有母液產(chǎn)生從而降低了設(shè)備的處理量，減少了設(shè)備投資。 |
| 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(xù)出固體，可直接干燥至干品。 |
三、廢水處理領(lǐng)域應(yīng)用介紹
1. 普通MVR蒸發(fā)器工藝簡介
如上圖所示料液經(jīng)過冷凝水預(yù)熱器預(yù)熱后，隨循環(huán)液由蒸發(fā)器底部進入加熱管內(nèi)被殼程蒸汽加熱，在循環(huán)泵的作用下沿加熱管向上流動，進入分離器蒸發(fā)，實現(xiàn)汽液分離。濃縮液從分離器的下方排出，經(jīng)強制循環(huán)泵進入蒸發(fā)器繼續(xù)循環(huán)，達到濃度的料液經(jīng)濃縮液輸送泵進入降溫結(jié)晶釜，降溫結(jié)晶后進入離心機分離出固體鹽，離心母液進入母液罐經(jīng)母液輸送泵送入蒸發(fā)器繼續(xù)循環(huán)；二次蒸汽從分離器的頂部進入蒸汽壓縮機內(nèi)進行壓縮，提高溫度和熱焓，然后作為熱源進入蒸發(fā)器殼程對料液進行加熱。產(chǎn)生的冷凝水、經(jīng)過預(yù)熱器與料液換熱后排出系統(tǒng)。
2. 新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器工藝簡介
如上圖所示，含鹽廢水進入新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器，在新型蒸發(fā)結(jié)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(jīng)干燥并輸送至至接料桶。整個過程蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥一次完成，節(jié)省大量操作步驟，降低了能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本及減少了生產(chǎn)時間，同時由于沒有母液產(chǎn)生從而降低了設(shè)備的處理量，減少了設(shè)備投資，節(jié)約了設(shè)備能耗。
為了進一步降低能耗，設(shè)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(shù)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(fā)器和新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器優(yōu)缺點對比
表3.3-1 普通MVR蒸發(fā)器和新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器優(yōu)缺點對比表
| 項目 | 普通MVR蒸發(fā)器 | 新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器 |
| 工藝原理 | 將鹽水預(yù)熱后，進入蒸發(fā)器并在蒸發(fā)器內(nèi)部分蒸發(fā)。所產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮提高壓力后引入到蒸發(fā)器的加熱側(cè)。蒸汽冷凝后作為中水回用，固體鹽用離心機分離，如此實現(xiàn)熱能的循環(huán)利用。 | 新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器通過機械作用使物料強制形成膜層，加大蒸發(fā)面積，增快蒸發(fā)速率，實現(xiàn)高效率、低能耗。有效解決了現(xiàn)有單效MVR蒸發(fā)器對于含固顆粒、結(jié)晶、聚合、結(jié)垢等物料濃縮過程中的一系列問題。 |
| 進料要求 | 不適用于高粘度、有晶體析出和易結(jié)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(jié)垢等物料都可處理。） |
| 運行穩(wěn)定性 | 易結(jié)焦堵管，操作要求較高，需經(jīng)常清理加熱管，需人工分離固體鹽效率低。 | 運行穩(wěn)定，無結(jié)焦堵管現(xiàn)象，自動出鹽無需人工參與。 |
| 運行能耗 | 高（詳見表3.3-2） | 低（詳見表3.3-2） |
| 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(xù)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
| 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 |
| 普通MVR蒸發(fā)器 | 89.88 | 4314.24 | 129.4272 | 30000 | 900.00 | 詳見表3.3-3 |
| 新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器 | 76.05 | 3650.40 | 109.5120 | 24720 | 741.60 | 詳見表3.3-4 |
| 注：本工藝能耗計算以處理2000kg/h廢水（含10%氯化銨）為例。 | ||||||
表3.3-3 普通MVR蒸發(fā)器運行能耗統(tǒng)計表
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新型蒸發(fā)結(jié)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。 | |||||||
| 處理每噸含鹽廢水動力消耗 | |||||||
| 序號 | 名稱 | 消耗量 | 單位 | 單價 | 單位 | 總價 | 備注 |
| 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 | |||||||
| 序號 | 名稱 | 固體鹽產(chǎn)生量 | 單位 | 單價 | 單位 | 總價（元） | 備注 |
| 1 | 固體鹽 | 4.944 | t/天 | 5000 | 元/t | 24720 |
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四、新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器產(chǎn)品系列
我公司以用戶需求為導(dǎo)向，針對不同粘度的出料產(chǎn)品開發(fā)出低粘度物料新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器、中粘度物料新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器、高粘度物料新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器。
1. 低粘度物料新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器
適用于出料產(chǎn)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(fā)結(jié)晶干燥器
適用于出料產(chǎn)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(fā)結(jié)晶干燥器
適用于出料產(chǎn)品為粘稠狀的，污泥狀的高粘度物料，如下圖：
五、新型蒸發(fā)結(jié)晶干燥器裝置工藝特點：
(1) 工藝原理：有效解決了普通蒸發(fā)設(shè)備對于含固顆粒、結(jié)晶、聚合、結(jié)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(jié)垢等物料都可處理）；
(3) 運行穩(wěn)定性：運行穩(wěn)定，無結(jié)焦堵管現(xiàn)象，自動出鹽無需人工參與；
(4) 固體鹽出料情況：連續(xù)出鹽，可直接濃縮至干品，根據(jù)物料特性濕度可低至3%，使固廢處理費用顯著降低。
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