濃鹽水蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)解析與功能作用

一、核心定義與應(yīng)用場景

• 工業(yè)廢水處理：煤化工、石油煉化、電鍍等行業(yè)高鹽廢水的處理；

• 資源回收：鹽湖提鹽、海水淡化副產(chǎn)濃鹽水的鹽類（如 NaCl、Na?SO?）提取；

• 化工生產(chǎn)：燒堿、純堿等化工原料生產(chǎn)中的溶液濃縮工序。

二、典型結(jié)構(gòu)組成與工作原理

（一）主體結(jié)構(gòu)模塊

1. 加熱系統(tǒng)

• 列管式換熱器：管束材質(zhì)為 316L 不銹鋼或鈦合金，管程走蒸汽，殼程走濃鹽水；

• 板式換熱器：可拆卸式板片結(jié)構(gòu)，換熱效率比列管式高 15%-20%，但耐高壓性較差。

• 蒸汽間接加熱（常用 0.3-0.8MPa 飽和蒸汽）；

• 電加熱（適用于小批量或無蒸汽源場景）。

• 加熱方式：

• 加熱元件：

2. 蒸發(fā)分離系統(tǒng)

• 旋風(fēng)式或絲網(wǎng)式結(jié)構(gòu)，分離蒸汽中夾帶的鹽水霧滴，避免鹽分流失（分離效率≥99.5%）。

• 圓柱形殼體，內(nèi)部設(shè)折流板或除沫器，直徑根據(jù)蒸發(fā)量設(shè)計（通常 1-5 米），高度為直徑的 2-3 倍；

• 蒸發(fā)室：

• 氣液分離器：

3. 結(jié)晶與排鹽系統(tǒng)

• 螺旋輸送機或氣動隔膜泵，將結(jié)晶鹽（含水率≤5%）輸送至儲鹽罐。

• 底部錐形設(shè)計，內(nèi)設(shè)攪拌器（轉(zhuǎn)速 5-20rpm），防止晶體沉積；

• 結(jié)晶器：

• 排鹽裝置：

4. 真空系統(tǒng)（可選）

• 真空泵（水環(huán)泵或羅茨泵）維持蒸發(fā)室負(fù)壓（真空度 - 0.06 至 - 0.09MPa），降低鹽水沸點，實現(xiàn)低溫蒸發(fā)（適用于熱敏性鹽分）。

（二）工作流程原理

1. 預(yù)熱階段：濃鹽水（含鹽量≥5%）經(jīng)預(yù)熱器加熱至 60-80℃，送入蒸發(fā)室；

2. 蒸發(fā)階段：加熱蒸汽通過管束釋放熱量，鹽水在蒸發(fā)室沸騰，水分轉(zhuǎn)化為二次蒸汽；

3. 分離階段：二次蒸汽經(jīng)除沫器凈化后進入冷凝器，冷凝水（含鹽量≤50ppm）可回用或排放；

4. 結(jié)晶階段：鹽水濃度不斷升高至過飽和，晶體在結(jié)晶器中析出，通過排鹽系統(tǒng)分離。

三、核心功能與技術(shù)作用

四、主流類型與結(jié)構(gòu)對比

五、關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)與運行要點

1. 蒸發(fā)溫度控制

• 常壓蒸發(fā)：溫度 80-105℃（適用于耐溫鹽分，如 NaCl）；

• 真空蒸發(fā)：溫度 40-70℃（適用于熱敏性鹽分，避免高溫分解）。

2. 濃縮倍數(shù)

• 取決于鹽分溶解度：如 NaCl 濃縮倍數(shù)通常≤3（飽和濃度 30%），Na?SO?濃縮倍數(shù)≤5（40℃時飽和濃度約 25%）。

3. 防結(jié)垢措施

• 化學(xué)方法：添加阻垢劑（如聚磷酸鹽），降低 Ca2?、Mg2?結(jié)垢傾向；

• 物理方法：電磁防垢器或超聲波震蕩，破壞晶體生長規(guī)律。

4. 能耗優(yōu)化

• 多效蒸發(fā)（MEE）：利用前一效二次蒸汽加熱下一效，3 效蒸發(fā)能耗約為單效的 1/3；

• 機械蒸汽再壓縮（MVR）：通過壓縮機提升二次蒸汽壓力和溫度，循環(huán)利用熱量，噸水能耗比 MEE 低 20%-30%。

六、典型應(yīng)用案例

1. 煤化工高鹽廢水處理

• 某煤制烯烴項目：濃鹽水（含鹽量 12%，主要成分為 NaCl 和 Na?SO?）經(jīng) 3 效 MVR 蒸發(fā)器處理，日產(chǎn)結(jié)晶鹽 80 噸（純度 98%），冷凝水回用至循環(huán)水系統(tǒng)，年節(jié)約水費約 1200 萬元。

2. 海水淡化副產(chǎn)濃鹽水

• 某海島淡化工程：濃鹽水（含鹽量 5%）通過降膜式蒸發(fā)器濃縮至 25%，再經(jīng)結(jié)晶器分離出 NaCl，用于氯堿工業(yè)，實現(xiàn) “廢水 - 資源" 循環(huán)。