多效蒸發器研發可行性的探究

李霞

山東興泰機械裝備工程有限責任公司 山東臨沂 276017

多效蒸發是將幾個蒸發器串聯運行的蒸發操作系統，能夠多次利用蒸汽熱能，從而提高熱能的利用率。多效蒸發器是由各效蒸發器、各效分離器、冷凝器、泵、操作平臺、電器儀表控制柜及閥門、管道等組成的一整套多效蒸發的系統[1]。

多效蒸發器的主要特點：①全套系統設計合理美觀、運行穩定、高效節能，蒸汽耗量低；②蒸發溫度低，部分二次蒸汽經噴射式熱壓泵重新吸入一效蒸發器殼程，熱量得到充分利用，料液受熱溫和，適用于熱敏性物料的濃縮；③料液在蒸發器底部進行汽液分離后，進入分離器再分離，強化了分離效果，使整體設備具有較大的操作彈性；④大型設備采用直立落地式結構，整套設備結構緊湊，占地面積小，布局簡單流暢，代表了大型成套蒸發設備的發展方面；⑤連續進出料，料液在設備內一次通過即可達到所需濃度；⑥設備內配CIP清洗管路，可實現就地清洗，整套設備操作方便，無死角；⑦動力控制全部由控制柜來實現并可根據用戶要求安裝自控系統。

1 市場調研

1.1 應用領域

多效蒸發器應用行業非常廣泛，包括發酵行業、淀粉、淀粉糖行業、果汁行業、飲料行業、制藥行業、環保行業中的酒槽濾液、味精液、發酵料液、玉米槳、淀粉廢水、淀粉糖漿、木糖液、果汁、蔬菜汁、大豆乳清水、奶液、高濃度有機廢水、化工等行業廢水的治理[2]。

1.2 市場需求預測

隨著我國對節能環保要求的逐步提高及水資源短缺日趨嚴重，調查市場發現多效蒸發器在傳統行業依然有旺盛的需求外，在有機廢水處理、化工行業廢水治理及廢水零排放方面應用前景極其廣闊，未來一段時間市場需求將持續攀升。

1.3 市場預測依據

1.3.1 應用案例

（1）常州市武進區危險廢物集中焚燒處置工程項目位于常州市武進區雪堰鎮，常州市工業固體廢棄物安全填埋場南，建設規模為9000t/a，其中含醫療廢物1000t/a。煙氣處理工藝采用“干法+濕法工藝”，濕法工藝產生的濕式洗滌塔廢水進入洗煙廢水系統處理，處理要求達到零排放，本項目蒸發工藝確定為“一效降膜蒸發器+二效強制循環蒸發器”的工藝，項目廢水含鹽量為2%-4%之間，主要成份為80%氯化鈉，15%硫酸鈉，5%其他鹽類，鈣鎂離子含量≤100mg/L。廢水經蒸發后冷凝水用于回用，濃水（過飽和溶液）進入離心機析鹽，蒸發量1500kg/h。此危險廢物集中焚燒處置工程為當地廢物處理起到了標桿性示范作用，有效推動了廢物處理向環保、高效、節能方向發展[3]。

（2）國電內蒙古東勝熱電廠工業廢水濃縮減量技術及零排放制鹽工程，本工程零排放制鹽處理設計規模為15m3/h，工程蒸發工藝設計采用四效真空蒸發器方案，通過該工程的成功實施，一方面解決國電內蒙古東勝熱電有限公司廠內廢水對外排放的難題，實現全廠廢水的分質處理及零排放的目標；另一方面為火電廠全廠廢水零排放提供可實施的解決方案，起到工程示范的作用，并在全社會形成一定的產業市場。

1.3.2 部分相關產業市場數據

節能環保行業中的工業節能、建筑節能、生活節能、大氣治理、水治理、土壤治理、固體廢棄物治理等行業均需多效蒸發系統的支持，這些行業的市場數據可以作為推斷多效蒸發系統的市場數據。“十二五”期間,節能環保產業以年15%-20%速度增長,約為同期GDP目標增速的2-3倍。“十三五”期間,節能環保產業前景依然廣闊,據專家預測未來十年,我國環保產業的增速有望達GDP增速2倍以上,“十三五期間環保行業投資規模有望超過17萬億元,環保產業產值年均增長率將達15%以上。

2 技術分析

2.1 技術現狀

蒸發器的種類有：MVR蒸發器、多效蒸發器、強制循環蒸發器、降膜蒸發器、升膜蒸發器、結晶蒸發器等。目前，蒸發器市場的結構依然是以傳統多效蒸發器為主和部分MVR蒸發器為輔的格局。形成這種局面的原因是，MVR蒸發器是新產品，人們對其應用不甚了解；其次是進口MVR壓縮機的價格十分昂貴。多效蒸發器按效數有單效、雙效、三效、四效、五效等，可以根據用戶各自物料特性，綜合運用降膜、升膜、強制循環、刮板、結晶等多種型式，物料流向采用順流、逆流、并流或混流，熱源流向采用多效、MVR、TVR、MVR+多效等，蒸發水量從0.2t/h到最大2000t/h以上。神農股份目前已產最大規格多效（八效）蒸發器的蒸發量達到800t/h、單個加熱器的換熱面積超過15000m2；其設計制造最大的單套MVR蒸發器蒸發量達到396t/h，最大蒸發站水蒸發量達到1980t/h，為同類設備中目前的世界最大。

2.2 技術發展趨勢

（1）專注高難度工業廢水處理、雜鹽分離技術及廢水零排放，解決傳統蒸發器能耗高、堵塞、水質超標等問題。

（2）單套裝置向更大處理能力發展，更加的節能環保，提高綜合處理能力和經濟效益。

（3）盡可能做到在廢水處理的同時，能從廢水中分離、回收寶貴的資源。節能減排，實現資源的循環利用，實現廢水零排放要求，廢水經蒸發結晶處理后，回收廢水中的產品，并實現冷凝水的循環使用。

（4）提高系統自動化程度，在確保系統穩定可靠的基礎上，符合設計性能指標，降低各項能耗指標。

（5）提高生產裝備和實驗設備的現代化水平，使裝置根據物料、環境的不同實現更精確的差異化、定制化，提高多效蒸發系統的適應性，使多效蒸發系統發揮出其最佳性能。