MVR蒸發方案書

項目名稱：垃圾滲濾液蒸發

設備名稱：2t/h-MVR蒸發裝置

設計單位：石家莊卓新環保科技有限公司

設計日期：2020年9月7日

一、設備介紹

MVR 是蒸汽機械再壓縮技術的簡稱。MVR 是重新利用它自身產生的二次蒸汽的能量，從而減少對外界能源的需求的一項節能技術。早在60 年代，國外就已成功的將該技術用于化工、食品、醫藥、海水淡化及污水處理等領域。

在 MVR 蒸發系統中，蒸發產生的低溫二次蒸汽經壓縮機壓縮，把電能轉換成熱能，使蒸汽的溫度、壓力提高，熱焓增加，然后重新進入蒸發器的加熱室作為熱源，充分利用蒸汽的潛熱，使料液維持沸騰狀態，而加熱蒸汽本身則冷凝成水。除開車啟動外，整個生產過程中僅需少量生蒸汽。主要利用二次蒸汽，使原來要廢棄的二次蒸汽就得到了充分的利用，回收了潛熱，提高了熱效率，理論上生蒸汽的經濟性相當于多效蒸發的30效。

二、MVR蒸發特點

MVR蒸發系統與多效蒸發相比具有以下優點：

(1) 低能耗、低運行費用；從理論上來看，使用MVR 蒸發器比傳統蒸發器節省75%以上的能源；實際使用中MVR蒸發器的運行成本只有傳統蒸發器的20%-50%（當物料不同時，能耗有所改變）；

(2) 蒸發設備緊湊，占地面積小、所需空間也小。與多效蒸發相比可以減少50%以上的占地面積；

(3) 僅需少量冷卻水，可以節省90%以上的冷卻水，公用工程配套少。

(4) 運行平穩，自動化程度高；通過PLC、工業計算機（FA）、組態等形式來控制系統溫度、壓力、馬達轉速，保持系統蒸發平衡。

(5) 清潔能源，潔凈環保。MVR 蒸發器以電為主，采用的是工業電源，沒有二氧化碳排放的問題。

(6) 采用單級真空蒸發，蒸發溫度低，特別適合熱敏性較強的物料，不易使物料變性。采用低溫負壓蒸發，有利于防止被蒸發物料的高溫變性。

三、技術規范

規范要求：設計必須符合規范，并協助業主做好項目的竣工驗收。

所有設計參考現行的相關的規范、規定：

《鋼制壓力容器》 GB150-1998

《管殼式換熱器》 GB151-1999

《固定式壓力容器安全技術規程》 TSG R0004-2009

《化工工藝設計施工圖內容和深度統一規定》 HG/T 20519-2009

《化工裝置設備布置設計規定》 HG/T 20546-2009

《低壓成套開關設備》 GB7251-87

《固定式壓力容器安全技術規程》 TSG R0004-2009

《化工工藝設計施工圖內容和深度統一規定》 HG/T 20519-2009

《化工裝置設備布置設計規定》 HG/T 20546-2009

GB151-1999 《管殼式換熱器》

JB/T4735-1997 《鋼制焊接常壓容器》

JB/T4731-2005 《鋼制臥式容器》

HG20580-1998 《鋼制化工容器設計基礎規定》

HG20581-1998 《鋼制化工容器材料選用規定》

HG20582-1998 《鋼制化工容器強度計算規定》

HG/T21618-1998 《絲網除沫器》

GB/T8163-1999 《輸送流體用無縫鋼管》

GB/T14976-2002 《流體輸送用不銹鋼無縫鋼》

以及相關行業標準和規定

四、基本參數

(1)、原料液組分：垃圾滲濾液；

(2)、原料液處理量：2000kg/h；

(3)、進料溫度：80℃（預熱后）；

(4)、PH值：6-7左右；

(5)、可提供的生蒸汽：飽和生蒸汽壓力≥0.4MpaG，滿足工藝使用量。

(6)、循環水：20t/h；

五、蒸發方式選擇

根據現場了解并交流水質的情況，含鹽量濃度比較低，所以我們采用臥式噴膜蒸發方式，并且采用單壓縮機結構，高壓縮溫升最終出鹽可達到16°，設定蒸發出鹽時沸點升高為6°。根據水質在蒸發1800kg后沒有結晶析出 ，我們使用噴膜蒸發器的形式，蒸發器的傳熱系數高，并且具有穩定的特點。當物料濃度達到濃縮10倍左右的濃度的時候，返回前段工序。

由于垃圾滲濾液的腐蝕性因素，考慮其影響，根據要求，所以我們主體設備采用接觸物料部分鈦材材質，進壓縮機二次蒸汽管道，由于防止鐵銹等雜質進入采用316L不銹鋼材質。

通過分析，我們采用了最經濟方法。該方案由噴膜蒸發器、MVR壓縮機系統、水系統、洗氣塔、自控系統組成。該方案不僅能節省蒸發器的運行成本，還能提高生產效率。

六、工藝流程說明：

1. 進料：由泵打入預熱系統然后進入蒸發系統，進入噴膜蒸發器進行蒸發。

2、物料進入一級噴膜蒸發器后，與 106℃的蒸汽換熱，蒸發掉水分，產生90℃的二次蒸汽，一級噴膜蒸發濃縮液的沸點升高設定為3℃。二級噴膜蒸發器的廢水身高初步設定為6℃（按照較高溫度考慮），濃縮液和二次蒸汽在分離器內進液分離，分離后溫度為90℃的二次蒸汽進入壓縮機，濃縮液進入下一工段。

3、為了保證其在噴膜蒸發器內不出現結晶堵管的情況，所以，物料循環量適當的加大。

4、蒸發完成液進入下一工段。

5、冷凝水收集后用于對原料進行預熱，預熱后用泵排出系統外。

6、 原料液進入蒸發器后，和壓縮后升高的二次蒸汽進行換熱，MVR 系統達到熱平衡，此時僅需要少量外部的鮮蒸汽進行加熱，壓縮機來維持 MVR 系統的熱平衡。

7、壓縮機：根據熱力學原理，多變壓縮時介質的出口溫度將有很大的提高。本壓縮機在對蒸汽進行壓縮后，理論上蒸汽的溫度將達到200℃。為了避免這一現象的發生，本壓縮機設置有噴淋冷卻裝置，以保證壓縮機內部任何地方溫度均不超過120℃。

七、工藝計算表

八、控制描述

大規模蒸發濃縮生產，單憑經驗和經典的試驗數據來控制生產，已遠遠不能適應時代需要，對自動化的要求，已不再是要求接近給定值，而是要求尋找目標值，從而實現整個工程系統化控制。要求整個過程時間最短、能耗最省、產量，實現這樣的目標，可以使生產達到最理想的優質、高產、低耗水平從而可以獲得的投入產出效益。

應用計算機的原理：通過傳感器測定各種狀態變量，取得蒸發器內各個時間內狀態變化的情況，經計算及綜合分析，再將其中結果作為反饋調節的信號，通過自動控制裝置把溫度、濃度等條件控制在生產要求范圍內，使得生產穩定可靠地進行。

本次設計中PLC具有的功能

1.1控制功能

提供了連續控制、順序控制、邏輯控制、數據采集和通訊等功能。

連續控制功能包括回路調節、設定程序、處方、梯形邏輯、算術運算、常用計算、報信號、輔助功能和記錄等模塊，每個模塊完成一定的控制與計算功能。

集成在回路處理器的還有順序控制功能，它特別適用于批量控制處理，它的執行像一個邏輯圖形，當一個事件發生時，就執行一步操作，可根據時間和事件觸發來改變回路和邏輯參數或狀態。

1.2網絡與數據采集功能

高性能、模塊化的監控網絡控制系統。采用該系統能大大降低生產成本，并提高生產效率。系統規模配置靈活可靠，可選用服務器及網絡冗余等功能。采用冗余數據庫服務器和雙局域網的高性能結構可大大地提高系統的安全性。

1.3報管理功能

系統具有綜合報管理功能，可及時地將生產過程的非正常情況和系統運行的異常情況及時地通知操作員，在操作站的顯示器上有專用報及顯示欄和報匯總顯示各種報情況，并采用聲光報形式輸出。

1.4 處方管理功能

處方管理具有“處方”和下裝到的過程控制單元的功能，并可按要求將不同的處方鏈接成更大的處方，可使用處方項來設置配料值，設置報極限，設置定時器或將設備投入正常的操作狀態，根據不同的工部，可分別激活各個處方項。

控制方案

2.1進料量的控制：采用差壓變送器測液位的變化來控制進料閥，設定液位平衡來自動控制進料量。有流量計記錄。

2.2液位的控制：液位高度是隨著出料、進料以及蒸發量的變化而變化的，由進料閥保證液位的恒定。

2.3壓縮機過載保護：壓縮機電流與變頻器連鎖，電流過載時變頻器調低轉速予以保護。

2.4真空度的控制：由壓力傳感器、調節閥自動控制。