廢水脫鹽MVR蒸發(fā)器(MechanicalVaporRe-compression,機械蒸汽再壓縮)是目前高鹽廢水“零排放”或“資源化”的主流核心設備,其本質是把廢水中的水分蒸發(fā)出來并冷凝成回用水,同時將溶解鹽濃縮、結晶成固體鹽,實現(xiàn)“水回用+鹽回收”。下面按“原理—流程—性能—案例—經(jīng)濟性”五個維度做一個系統(tǒng)梳理,方便您快速評估或選型。
一、廢水脫鹽MVR蒸發(fā)器工作原理
1.低溫真空蒸發(fā):廢水在40–85℃、?0.07–0.02MPa的真空(或微正壓)條件下沸騰,水變成二次蒸汽,鹽留在母液中。
2.蒸汽再壓縮:二次蒸汽被羅茨/離心/螺桿壓縮機壓縮1.5–2.5倍,溫度升高6–18℃,焓值提升后作為熱源重新進入蒸發(fā)器加熱室,替代一次生蒸汽。
3.能量閉環(huán):壓縮蒸汽冷凝放熱→預熱原水→自身冷凝成蒸餾水;冷凝潛熱95%以上被回收,系統(tǒng)只需補充少量電能和啟動蒸汽。
4.結晶分鹽:當母液達到過飽和后送入強制循環(huán)結晶器,繼續(xù)蒸發(fā)并冷卻,析出NaCl、Na?SO?等單一鹽或混鹽,經(jīng)離心、干燥后打包外售或委托處置。
二、典型工藝流程(以單鹽Na?SO?廢水為例)
1.原水→軟化/除硬→預熱→MVR降膜濃縮(TDS由30000mg/L→180000mg/L)→強制循環(huán)結晶器→稠厚器→離心機→流化床干燥→無水硫酸鈉(純度≥99%)
2.蒸餾水→RO精脫鹽→電導率≤10μS/cm,回用于生產(chǎn)線或循環(huán)冷卻水。
三、關鍵性能指標
1.噸水電耗:25–45kWh(與鹽種類、進料濃度、壓縮機效率有關)
2.蒸發(fā)比能耗:≈28kWh/噸水,僅為三效蒸發(fā)的1/3–1/4
3.鹽回收率:>95%,單鹽純度97–99%
4.冷凝水回收率:≥95%,可達100%
5.自動化:PLC/DCS一鍵啟停,人工巡檢即可,運行穩(wěn)定性高
四、代表案例
1.新疆某200t/dRO濃水“MVR+冷凍結晶”分鹽:噸水綜合電耗55kWh,年產(chǎn)硫酸鈉1.2萬t、氯化鈉0.85萬t,投資回收期4.3年。
2.河南某4400m3/d鋰電池廢水:MVR+RO組合,產(chǎn)出無水硫酸鈉達工業(yè)一級品,蒸餾水電導率<10μS/cm,全部回用。
3.內蒙古某10萬t/d光伏廢水零排放:MVR作為末端結晶單元,與NF分鹽耦合,產(chǎn)出99.5%氯化鈉及硫酸鈉,年節(jié)省水費3000萬元。
4.寧夏某煤化工4m3/h氯化鈉/硫酸鈉混鹽廢水:結晶鹽回收率>95%,冷凝水100%回用。
五、經(jīng)濟性對比(以10t/h、TDS50000mg/L的高鹽廢水為例)
| 項目 | MVR蒸發(fā)器 | 三效蒸發(fā)器 |
| 噸水電耗 | ≈30kWh | ≈0.35t蒸汽+10kWh |
| 能源成本 | ≈18元/t(0.6元/kWh) | ≈90元/t(蒸汽250元/t) |
| 年運行費 | ≈158萬元 | ≈788萬元 |
| 初投資 | ≈800–1000萬元 | ≈600–700萬元 |
| 投資回收差 | 約1.2年即可收回MVR增量成本 |
注:若蒸汽自產(chǎn)且成本低,三效優(yōu)勢會提高;若缺蒸汽、電價便宜,MVR優(yōu)勢明顯。
六、適用場景與選型建議
1.鹽濃度1%–25%、水量0.5–200t/h的化工、制藥、鋰電、光伏、冶金、危廢中心等高鹽廢水;
2.場地缺蒸汽或蒸汽成本>150元/t,電價相對便宜(<0.8元/kWh)時優(yōu)先選MVR;
3.需要“零排放”或“分鹽資源化”時,MVR與NF/冷凍結晶組合可實現(xiàn)NaCl、Na?SO?等單鹽回收,避免產(chǎn)生雜鹽危廢;
4.對熱敏組分(如Li?、NH??)可采用低溫MVR(45–65℃),減少分解或結垢;
5.含高COD、高硬度廢水需配套預處理(除硬、除COD、除硅),否則易結垢、起泡,導致壓縮機振動或換熱效率下降。
七、運行注意事項
1.定期在線清洗:每300–500h做弱酸/弱堿CIP,防止CaSO?、CaCO?結垢;
2.壓縮機維護:入口蒸汽過熱度<8℃,含濕量<5%,避免液擊;
3.母液平衡:富集COD、F?、重金屬的母液需定期外排或干化,避免循環(huán)累積;
4.材質選型:含Cl?>10000mg/L時,換熱管選2205/2507雙相鋼或Ti材,殼體選316L或襯膠。
MVR蒸發(fā)器憑借“電能換熱能”的閉環(huán)壓縮原理,可把高鹽廢水處理成可回用的蒸餾水和可銷售的工業(yè)鹽,能耗僅為傳統(tǒng)三效的30%左右,已成為高鹽廢水零排放與資源化的首選技術。只要預處理得當、壓縮機與材質匹配,MVR系統(tǒng)可實現(xiàn)長期穩(wěn)定、自動化運行,并通過賣鹽、省水、省蒸汽在2–5年內收回增量投資。