机械蒸汽再压缩(MVR)技术在制浆废液蒸发中的应用

赵云松 胡海军 张 丹

(上海神农节能环保装备有限公司，上海，201300)

近几年，随着机械蒸汽再压缩 (Mechanical Vapour Recompression，MVR)技术 (见图1)的成熟，这种技术特别是在废水 (包括化学浆黑液、APMP及BCTMP等化机浆废水)处理、食品行业、海水淡化等领域得到了越来越普遍的应用。

1 MVR技术

MVR技术，是将蒸发器的二次蒸汽用机械方法再压缩，提高其压力及温度，热焓增加，然后再送回到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持在沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。与多效蒸发技术相比，MVR技术将全部二次蒸汽压缩回用，回收了潜热，所以比多效蒸发更加节能。

MVR技术的优点:

图1 MVR原理图

(1)启动后无需新鲜蒸汽，或耗用少量新鲜蒸汽，运行费用低。

(2)构造简单，一般采用单效操作，简化了管道、仪表、电气系统。

(3)启动容易，操作简单，运行稳定，维护量少。

(4)占地空间小。

(1)用在光杆动词前时，“就”表示将要发生，而且表示快或用的时间短；“才”表示刚发生，而且发生的晚或用得时间长。

(5)公用工程配套少，一般情况下无需冷凝器、冷却塔。

MVR技术适用的场合:

(1)用在被蒸发液体的浓度提升及其沸点升高在一定限度之内，例如蒸发黑液，浓度在20%以下，沸点升高不超过1.5℃。

(2)用在电价便宜、热能偏贵的地区或企业。

2 MVR技术在麦草浆黑液蒸发中的应用探讨

以麦草浆黑液蒸发为例，对MVR技术与多效蒸发相结合的组合蒸发工艺与多效蒸发工艺进行对比，具体如下。

2.1 主要参数及蒸发方案

稀黑液流量128.6 t/h;稀黑液温度70℃;稀黑液浓度10%;浓黑液浓度45%;蒸发水量100 t/h;多效蒸发工艺为5效蒸发站;组合蒸发工艺为MVR预浓缩+5效蒸发站。

2.2 运行情况

两种蒸发工艺处理麦草浆黑液的运行情况见表1。

表1 两种蒸发工艺处理麦草浆黑液的运行情况

组合蒸发工艺设备投资增加:蒸发器 (2500 m2)375万元;MVR压缩机400万元，合计775万元。

组合蒸发工艺每年运行费用减少:3672-2115=1557(万元)。

组合蒸发工艺投资增加静态回收期:775÷1557=0.50(年)。

由此可见，以100 t/h规模为例，采用组合蒸发工艺，半年即可回收增加投资，以后每年可节约1557万元，经济效益非常可观。

3 MVR技术在化机浆废水蒸发中的应用探讨

以APMP废水蒸发为例，对MVR技术与多效蒸发相结合的组合蒸发工艺与多效蒸发工艺进行对比，具体如下。

3.1 主要参数及蒸发方案

稀废水流量602.0 t/h;稀废水温度70℃;稀废水浓度1.5%;浓废水浓度65%;蒸发水量588 t/h。多效蒸发工艺为8效蒸发站;组合蒸发工艺为MVR预浓缩+3效蒸发站。

3.2 运行情况

两种蒸发工艺处理APMP废水的运行情况见表2。

表2 两种蒸发工艺处理APMP废水的运行情况

组合蒸发工艺设备投资增加:蒸发器及冷凝器(900 m2)135万元;MVR压缩机2000万元，合计2135万元。

组合蒸发工艺每年运行费用减少:14008-7582=6426(万元)。

组合蒸发工艺投资增加静态回收期:2135÷6426=0.33(年)。

由此可见，对于APMP废水，由于废水浓度低，采用组合蒸发工艺具有更好的经济性，增加投资回收期不超过半年，与多效蒸发工艺相比，经济效益明显。

4 结论与建议

4.1 与多效蒸发工艺相比，采用机械蒸汽再压缩

(MVR)技术与多效蒸发相结合的组合蒸发工艺具有优势，废液的起始浓度越低，优势越明显。

4.2 MVR技术的主要运行成本是电耗。电耗与二次蒸汽的压缩比等有关，在设计中，需要进行多方面的计算，例如针对不同的废液浓缩比、不同的二次蒸汽的压缩比以及各种条件下MVR蒸发器的面积、电耗等各方面进行计算，以选择一种在技术上、经济上具有明显优势的MVR技术与多效蒸发相结合的组合工艺。

4.3 除了新建蒸发工段，在旧蒸发站改造中，选择MVR技术也是首选。采用MVR预浓缩，与旧蒸发站相结合，组合蒸发站的能力可以提高30%～60%以上，提产部分的运行费用可低至15元/t蒸发水量以下，而且改造过程中也不需要对旧蒸发站进行改动。

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