濃鹽水蒸發器的結構解析與功能作用

一、核心定義與應用場景

• 工業廢水處理：煤化工、石油煉化、電鍍等行業高鹽廢水的處理；

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

• 化工生產：燒堿、純堿等化工原料生產中的溶液濃縮工序。

二、典型結構組成與工作原理

（一）主體結構模塊

1. 加熱系統

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

• 板式換熱器：可拆卸式板片結構，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. 蒸發分離系統

• 旋風式或絲網式結構，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，內部設折流板或除沫器，直徑根據蒸發量設計（通常 1-5 米），高度為直徑的 2-3 倍；

• 蒸發室：

• 氣液分離器：

3. 結晶與排鹽系統

• 螺旋輸送機或氣動隔膜泵，將結晶鹽（含水率≤5%）輸送至儲鹽罐。

• 底部錐形設計，內設攪拌器（轉速 5-20rpm），防止晶體沉積；

• 結晶器：

• 排鹽裝置：

4. 真空系統（可選）

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

（二）工作流程原理

1. 預熱階段：濃鹽水（含鹽量≥5%）經預熱器加熱至 60-80℃，送入蒸發室；

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

3. 分離階段：二次蒸汽經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. 結晶階段：鹽水濃度不斷升高至過飽和，晶體在結晶器中析出，通過排鹽系統分離。

三、核心功能與技術作用

四、主流類型與結構對比

五、關鍵設計參數與運行要點

1. 蒸發溫度控制

• 常壓蒸發：溫度 80-105℃（適用于耐溫鹽分，如 NaCl）；

• 真空蒸發：溫度 40-70℃（適用于熱敏性鹽分，避免高溫分解）。

2. 濃縮倍數

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

3. 防結垢措施

• 化學方法：添加阻垢劑（如聚磷酸鹽），降低 Ca2?、Mg2?結垢傾向；

• 物理方法：電磁防垢器或超聲波震蕩，破壞晶體生長規律。

4. 能耗優化

• 多效蒸發（MEE）：利用前一效二次蒸汽加熱下一效，3 效蒸發能耗約為單效的 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，循環利用熱量，噸水能耗比 MEE 低 20%-30%。

六、典型應用案例

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 3 效 MVR 蒸發器處理，日產結晶鹽 80 噸（純度 98%），冷凝水回用至循環水系統，年節約水費約 1200 萬元。

2. 海水淡化副產濃鹽水

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