多效蒸發(fā)器研發(fā)可行性的探究

李霞

山東興泰機(jī)械裝備工程有限責(zé)任公司 山東臨沂 276017

多效蒸發(fā)是將幾個蒸發(fā)器串聯(lián)運(yùn)行的蒸發(fā)操作系統(tǒng)，能夠多次利用蒸汽熱能，從而提高熱能的利用率。多效蒸發(fā)器是由各效蒸發(fā)器、各效分離器、冷凝器、泵、操作平臺、電器儀表控制柜及閥門、管道等組成的一整套多效蒸發(fā)的系統(tǒng)[1]。

多效蒸發(fā)器的主要特點(diǎn)：①全套系統(tǒng)設(shè)計合理美觀、運(yùn)行穩(wěn)定、高效節(jié)能，蒸汽耗量低；②蒸發(fā)溫度低，部分二次蒸汽經(jīng)噴射式熱壓泵重新吸入一效蒸發(fā)器殼程，熱量得到充分利用，料液受熱溫和，適用于熱敏性物料的濃縮；③料液在蒸發(fā)器底部進(jìn)行汽液分離后，進(jìn)入分離器再分離，強(qiáng)化了分離效果，使整體設(shè)備具有較大的操作彈性；④大型設(shè)備采用直立落地式結(jié)構(gòu)，整套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，布局簡單流暢，代表了大型成套蒸發(fā)設(shè)備的發(fā)展方面；⑤連續(xù)進(jìn)出料，料液在設(shè)備內(nèi)一次通過即可達(dá)到所需濃度；⑥設(shè)備內(nèi)配CIP清洗管路，可實現(xiàn)就地清洗，整套設(shè)備操作方便，無死角；⑦動力控制全部由控制柜來實現(xiàn)并可根據(jù)用戶要求安裝自控系統(tǒng)。

1 市場調(diào)研

1.1 應(yīng)用領(lǐng)域

多效蒸發(fā)器應(yīng)用行業(yè)非常廣泛，包括發(fā)酵行業(yè)、淀粉、淀粉糖行業(yè)、果汁行業(yè)、飲料行業(yè)、制藥行業(yè)、環(huán)保行業(yè)中的酒槽濾液、味精液、發(fā)酵料液、玉米槳、淀粉廢水、淀粉糖漿、木糖液、果汁、蔬菜汁、大豆乳清水、奶液、高濃度有機(jī)廢水、化工等行業(yè)廢水的治理[2]。

1.2 市場需求預(yù)測

隨著我國對節(jié)能環(huán)保要求的逐步提高及水資源短缺日趨嚴(yán)重，調(diào)查市場發(fā)現(xiàn)多效蒸發(fā)器在傳統(tǒng)行業(yè)依然有旺盛的需求外，在有機(jī)廢水處理、化工行業(yè)廢水治理及廢水零排放方面應(yīng)用前景極其廣闊，未來一段時間市場需求將持續(xù)攀升。

1.3 市場預(yù)測依據(jù)

1.3.1 應(yīng)用案例

（1）常州市武進(jìn)區(qū)危險廢物集中焚燒處置工程項目位于常州市武進(jìn)區(qū)雪堰鎮(zhèn)，常州市工業(yè)固體廢棄物安全填埋場南，建設(shè)規(guī)模為9000t/a，其中含醫(yī)療廢物1000t/a。煙氣處理工藝采用“干法+濕法工藝”，濕法工藝產(chǎn)生的濕式洗滌塔廢水進(jìn)入洗煙廢水系統(tǒng)處理，處理要求達(dá)到零排放，本項目蒸發(fā)工藝確定為“一效降膜蒸發(fā)器+二效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器”的工藝，項目廢水含鹽量為2%-4%之間，主要成份為80%氯化鈉，15%硫酸鈉，5%其他鹽類，鈣鎂離子含量≤100mg/L。廢水經(jīng)蒸發(fā)后冷凝水用于回用，濃水（過飽和溶液）進(jìn)入離心機(jī)析鹽，蒸發(fā)量1500kg/h。此危險廢物集中焚燒處置工程為當(dāng)?shù)貜U物處理起到了標(biāo)桿性示范作用，有效推動了廢物處理向環(huán)保、高效、節(jié)能方向發(fā)展[3]。

（2）國電內(nèi)蒙古東勝熱電廠工業(yè)廢水濃縮減量技術(shù)及零排放制鹽工程，本工程零排放制鹽處理設(shè)計規(guī)模為15m3/h，工程蒸發(fā)工藝設(shè)計采用四效真空蒸發(fā)器方案，通過該工程的成功實施，一方面解決國電內(nèi)蒙古東勝熱電有限公司廠內(nèi)廢水對外排放的難題，實現(xiàn)全廠廢水的分質(zhì)處理及零排放的目標(biāo)；另一方面為火電廠全廠廢水零排放提供可實施的解決方案，起到工程示范的作用，并在全社會形成一定的產(chǎn)業(yè)市場。

1.3.2 部分相關(guān)產(chǎn)業(yè)市場數(shù)據(jù)

節(jié)能環(huán)保行業(yè)中的工業(yè)節(jié)能、建筑節(jié)能、生活節(jié)能、大氣治理、水治理、土壤治理、固體廢棄物治理等行業(yè)均需多效蒸發(fā)系統(tǒng)的支持，這些行業(yè)的市場數(shù)據(jù)可以作為推斷多效蒸發(fā)系統(tǒng)的市場數(shù)據(jù)?！笆濉逼陂g,節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)以年15%-20%速度增長,約為同期GDP目標(biāo)增速的2-3倍?！笆濉逼陂g,節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)前景依然廣闊,據(jù)專家預(yù)測未來十年,我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的增速有望達(dá)GDP增速2倍以上,“十三五期間環(huán)保行業(yè)投資規(guī)模有望超過17萬億元,環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值年均增長率將達(dá)15%以上。

2 技術(shù)分析

2.1 技術(shù)現(xiàn)狀

蒸發(fā)器的種類有：MVR蒸發(fā)器、多效蒸發(fā)器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、降膜蒸發(fā)器、升膜蒸發(fā)器、結(jié)晶蒸發(fā)器等。目前，蒸發(fā)器市場的結(jié)構(gòu)依然是以傳統(tǒng)多效蒸發(fā)器為主和部分MVR蒸發(fā)器為輔的格局。形成這種局面的原因是，MVR蒸發(fā)器是新產(chǎn)品，人們對其應(yīng)用不甚了解；其次是進(jìn)口MVR壓縮機(jī)的價格十分昂貴。多效蒸發(fā)器按效數(shù)有單效、雙效、三效、四效、五效等，可以根據(jù)用戶各自物料特性，綜合運(yùn)用降膜、升膜、強(qiáng)制循環(huán)、刮板、結(jié)晶等多種型式，物料流向采用順流、逆流、并流或混流，熱源流向采用多效、MVR、TVR、MVR+多效等，蒸發(fā)水量從0.2t/h到最大2000t/h以上。神農(nóng)股份目前已產(chǎn)最大規(guī)格多效（八效）蒸發(fā)器的蒸發(fā)量達(dá)到800t/h、單個加熱器的換熱面積超過15000m2；其設(shè)計制造最大的單套MVR蒸發(fā)器蒸發(fā)量達(dá)到396t/h，最大蒸發(fā)站水蒸發(fā)量達(dá)到1980t/h，為同類設(shè)備中目前的世界最大。

2.2 技術(shù)發(fā)展趨勢

（1）專注高難度工業(yè)廢水處理、雜鹽分離技術(shù)及廢水零排放，解決傳統(tǒng)蒸發(fā)器能耗高、堵塞、水質(zhì)超標(biāo)等問題。

（2）單套裝置向更大處理能力發(fā)展，更加的節(jié)能環(huán)保，提高綜合處理能力和經(jīng)濟(jì)效益。

（3）盡可能做到在廢水處理的同時，能從廢水中分離、回收寶貴的資源。節(jié)能減排，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，實現(xiàn)廢水零排放要求，廢水經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶處理后，回收廢水中的產(chǎn)品，并實現(xiàn)冷凝水的循環(huán)使用。

（4）提高系統(tǒng)自動化程度，在確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的基礎(chǔ)上，符合設(shè)計性能指標(biāo)，降低各項能耗指標(biāo)。

（5）提高生產(chǎn)裝備和實驗設(shè)備的現(xiàn)代化水平，使裝置根據(jù)物料、環(huán)境的不同實現(xiàn)更精確的差異化、定制化，提高多效蒸發(fā)系統(tǒng)的適應(yīng)性，使多效蒸發(fā)系統(tǒng)發(fā)揮出其最佳性能。