第一章、设计依据

   我公司根据贵公司提供的水质资料信息，进行相关的计算和设计工作，确定相关设备的参数和蒸发器的类型。本方案的宗旨是用最低的运行成本以及最好的解决方案来达到蒸发浓盐水的目的。

贵公司要处理的物料其物料性质及设计要求如下：

进料成分：氯盐

进料浓度：7-12%

进料温度：按照常温进行设计

第二章、设计方案简介

2.1、方案介绍

   我公司根据贵公司提供的资料，进行相关的计算和设计工作，确定相关设备的参数和蒸发器的类型。本方案的宗旨是用最低的运行成本以及最好的解决方案来达到蒸发结晶含氯盐为7-12%的溶液。

根据客户提供的水样参数，需要蒸发结晶的为氯盐，进料浓度为7-12%。根据此物料特性，进料浓度较高，含盐较多，为了盐不堵塞系统，保证系统的连续稳定运行，我们设计了强制循环蒸发流程。最后实现盐水分离。蒸馏水可回用。

2.2、技术优势

能耗低

压缩机温升的选择除了与物料特性有关，还与投资有着密切的关系，高温升意味着能耗高，但投资小，反之，则投资大。本方案温升的选择综合考虑投资与能耗，达到最佳的经济效益。

系统稳定性高

蒸汽压缩机是MVR系统的核心设备，压缩机能否稳定运行，决定了系统能否稳定蒸发。压缩机的稳定运行除了本身压缩机设计是否合理，还与系统的匹配程度有关，在设计过程中应该讲二者结合起来，而不能分割开来。因此我们在该方案的设计过程中，经过理论上的详细计算，并进行优化，同时结合以往丰富的工程设计经验，保证系统运行过程中连续稳定。

最合理的蒸发流程

  针对同样的物料，蒸发流程的选择不是唯一的，这样就造成了不同的设计人员设计出来的流程会有所不同，有好有差。该方案根据物料特性及进料浓度采用强制循环流程，进行最优化设计。

防止跑料

系统的跑料不光影响蒸馏水水质，同时还会造成二次蒸汽管道及压缩机腐蚀，因此，在设计时需要避免。本装置采用自行设计的高效除沫器，在分离器内设置了高效的除沫器。本装置保证有效的防止了泡沫夹带料液的现象，同时也大大降低了蒸发出冷凝水中盐分的量，以延长了设备的使用寿命，确保设备正常运行。

结晶不易堵管

  该方案在设计时采取多种手段避免结晶堵管。

自动化程度高

该套系统自动化程度高，正常蒸发时，除了离心出盐，基本可实现自动化控制，大大降低劳动强度，同时保证系统稳定运行，增强系统的可靠性。核心的控制点如下：

l 自动进料

l 自动排出蒸馏水

l 系统液位自控控制

l 蒸发温度自动控制

2.3、设备材质

  根据此物料特性，我们跟物料接触部分我们选用316L，其他选用304材质，可满足设备长期运行。

2.4、压缩机与系统的匹配

通常由机械蒸汽再压缩加热的蒸发装置可以在一定范围内稳定操作，例如质量流量、压力、温度等参数随时间波动。   设备的操作性能用设备特性曲线或性能曲线来描述，它反应了必需的饱和蒸汽温升与吸入蒸汽质量流量之间的关系。设备的操作性能主要通过大量的工程经验来确定。

上图为MVR系统的运行范围，为了使MVR系统能够稳定运行，系统的设计及运行区间必须在压缩机的特性曲线范围内。

第三章、计算依据

设计蒸发器和高效分离器是该系统的重要设计部分。因为进料量和温度、换热面积必须与蒸汽压缩机的技术指标相互配合，才能达到设计指标。根据设计参数，应用换热面积的计算公式：Q=KAΔt、计算机设计软件和多年积累的实际设计经验，设计出该系统中蒸发器、分离器等的参数和指标。

影响换热系数的主要条件有：

1. 换热管材质；

2. 换热器结构；

3. 不凝气的排除。

换热管材质问题：换热管材质的选取由物料理化性质决定，本套设备选择不锈钢材质的换热管。

换热器结构问题：在本公司优化设计后换热器结构对换热系数的影响在本套设计中降低到最低点，从而得到良好的传热效果。

不凝气问题：在系统运行一段时间后，换热器中不凝气的积累对换热器换热效果影响较为严重。不凝气为饱和水蒸汽加热过程中水蒸气冷凝了，而其中夹带的空气（主要成分，O₂，N₂等气体成分），除了在冷凝水中溶解的极少量之外，其余的都仍以气态存在，这部分气体因为不凝结，稀释了本来作为加热介质的蒸汽，对传热效率影响很大。根据经验，知道不凝性气体并不是均匀地分布于冷凝空间内，而是根据密度的不同一般分布于换热器顶部。

我司配置专用管道对不凝气进行定期排放，通过电动调节阀对蒸发器壳程压力进行有效控制，确保蒸发温度稳定在设计值。

1) 强制循环换热器设计：

强制循环换热器是为了解决物料在管道堵塞而设计的。换热管采用钛材材质，适用于粘度较大的物料蒸发，确保设备长期稳定的运行。

强制循环换热器具体参数见设备表。

2) 分离器设计：

特别设计的分离器具有结构独特、分离效果好的特点，在实践中得到了合理化验证，有着成熟的工程经验，具体参数见设备表。

第四章、工艺流程

进料：氯盐溶液从原液罐出来，由进料泵P01打入板式换热器，在板式换热器HE01内进料液与蒸汽冷凝水进行热交换，再经不凝气板换升温至蒸发温度，进入蒸发器。

物料在换热器内与蒸汽进行换热，温度和压力升高，焓值增加，然后进入分离器。

物料在进入结晶分离器内进行闪蒸，此时蒸出气体从分离器上部排出至压缩机。结晶用泵打入冷却结晶器，浓缩液在强制循环蒸发器内继续进行升温，后进入分离器，在分离器内进行闪蒸，之后结晶析出，如此循环。

达到过饱和的物料会有小颗粒的结晶析出，析出的结晶泵入冷却结晶器后物料通过冷却降温水降温，晶粒长大，通过离心机离心。

离心后的结晶打包，在离心过程中降温了的母液经加热后达到蒸发温度返回系统继续进行蒸发浓缩。

从分离器出来的二次蒸汽，进入MVR压缩系统。压缩后的蒸汽进入强制循环换热器加热物料。加热物料的过程中，蒸汽凝结成水流至凝水灌并由蒸馏水泵泵入板式换热器与原料液换热，温度降至35℃左右排出系统。

整套蒸发系统通过PLC软件来控制，所有的输出和输入信号，系统的操作都可由配套的计算机完成。