Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
Связаться с
обращайтесь к нам по любым вопросам
решение
Выпаривание промышленных сточных вод
Испаритель MVC/MVR для промышленных сточных вод и технологий нулевого сброса (ZLD)
Компания Memva разрабатывает системы с механическими испарителями на основе компрессии и рекомпрессии пара для очистки промышленных сточных вод с высокой соленостью, концентрирования рассола, рекуперации воды и реализации концепции «нулевого сброса жидкости».
Испаритель типа MVC/MVR рекуперирует энергию, содержащуюся в образующемся паре, вместо того чтобы постоянно использовать свежий нагревательный пар. Пар подвергается механическому сжатию, его температура насыщения повышается, и он повторно используется в качестве теплоносителя для дальнейшего испарения.
При реализации проектов по очистке промышленных сточных вод правильное проектирование системы зависит не только от производительности установки, но и от химического состава сточных вод, склонности к образованию накипи, повышения температуры кипения, коррозии, качества конденсата и требуемой конечной концентрации.
Обзор технологий
Что такое испаритель типа MVC/MVR?
В испарителе типа MVC с помощью механического сжатия повышаются давление и температура насыщения пара, образующегося в процессе испарения. Затем сжатый пар возвращается на теплообменную поверхность, где он конденсируется и выделяет скрытую теплоту, обеспечивая продолжение процесса испарения.
В промышленном испарении этот принцип также часто называют Механическая рекомпрессия паров (MVR). По этой причине термины «MVC-испаритель» и «MVR-испаритель» часто используются при обсуждении систем испарения с рекуперацией энергии.
В режиме стабильной работы большая часть тепловой энергии циркулирует внутри системы. Электроэнергия в основном требуется для работы парового компрессора, насосов, контрольно-измерительных приборов и вспомогательного оборудования. В зависимости от конфигурации технологического процесса внешний источник тепла может по-прежнему требоваться во время запуска или для компенсации теплопотерь.
Ключевой инженерный вопрос заключается не просто в том, можно ли
обезводить сточные воды путем выпаривания.
Надежная конструкция системы MVC/MVR должна также учитывать состав соли, склонность к накиплению, вспенивание, вязкость, летучие примеси, коррозию, повышение температуры кипения, конечную концентрацию и требуемое качество конденсата.
Отбор заявок
Подходит ли технология MVC/MVR для ваших сточных вод?
Сам по себе высокий показатель TDS не является определяющим фактором при выборе испарителя в качестве подходящего метода очистки. Необходимо комплексно оценивать химический состав исходной воды, затраты на утилизацию, требования к повторному использованию воды и конечный вариант технологии ZLD.
MVC/MVR часто рассматривается в следующих случаях:
- Необходимо сократить объемы сброса сточных вод или их вывоза за пределы предприятия.
- Процесс обратного осмоса (RO), глубинного обратного осмоса (DTRO) или другой мембранный процесс достиг своего практического предела концентрации.
- Сточные воды с высокой соленостью или мембранный концентрат требуют дальнейшего уменьшения объема.
- Рекуперированный конденсат можно повторно использовать непосредственно или после последующей очистки.
- Технология с нулевым сбросом жидкости требует концентрирования перед кристаллизацией или окончательной обработкой твердых веществ.
- На предприятии имеется постоянная нагрузка на испарительные установки, при которой рекуперация энергии может обеспечить эксплуатационные преимущества.
Дополнительная оценка процесса важна в следующих случаях:
- Сточные воды содержат вещества, обусловливающие высокую жёсткость, кремнезем или соли, которые могут приводить к образованию накипи.
- Высокое содержание ХПК, поверхностно-активных веществ или органических веществ может привести к образованию пены или загрязнению теплообменных поверхностей.
- Аммиак, растворители или другие летучие соединения могут попадать в конденсат.
- Концентрация хлоридов, температура или pH создают условия, способствующие интенсивной коррозии.
- Концентрат становится очень вязким или приближается к кристаллизации.
- Состав сточных вод значительно меняется от одной производственной партии к другой.
Принцип работы
Как работает механическая рекомпрессия пара
В ходе этого процесса формируется контур рециркуляции тепловой энергии за счет утилизации скрытой теплоты, содержащейся в паре, образующейся из самих сточных вод.
Предварительный нагрев корма
Сточные воды поступают в систему очистки и доводятся до необходимой температуры испарения с использованием, по мере возможности, имеющегося технологического тепла.
Испарение
Вода испаряется из циркулирующей подаваемой жидкости, в результате чего повышается концентрация растворенных и взвешенных нелетучих компонентов.
Разделение пара и жидкости
Образующийся пар отделяется от увлеченных капель жидкости до того, как он поступает на стадию сжатия пара.
Механическое сжатие пара
Паровой компрессор повышает давление пара и температуру насыщения, создавая температурный перепад, необходимый для теплообмена.
Рекуперация тепла
Повторно сжатый пар конденсируется на стороне нагрева испарителя и отдает свою скрытую теплоту обратно в циркулирующую сточную воду.
Слив конденсата и концентрата
Система производит регенерированный конденсат и концентрат с уменьшенным объемом. Их последующая обработка зависит от того, предусматривается ли повторное использование воды, сброс или достижение цели нулевого сброса (ZLD).
Системная инженерия
Типичные компоненты системы испарителя MVC/MVR
Окончательную конфигурацию оборудования следует выбирать исходя из фактических характеристик сточных вод и необходимой производительности по выпариванию, а не использовать одну фиксированную конструкцию для всех случаев применения.
Участок испарения
Испаритель и теплообменная поверхность
Обеспечивает площадь теплообмена, необходимую для передачи энергии от повторно сжатого пара в сточные воды при одновременном поддержании надлежащих условий циркуляции.
Разделение паров
Сепаратор «пар-жидкость»
Отделяет образовавшийся пар от увлеченных капель жидкости перед сжатием. На качество конденсата также влияют характеристики сепаратора и конденсатоотделителя.
Рекуперация энергии
Паровой компрессор
Повышает давление пара и температуру насыщения, благодаря чему пар можно повторно использовать в качестве теплоносителя. Выбор компрессора зависит от расхода пара, необходимого перепада температур и условий технологического процесса.
Тираж
Насосы для подачи и циркуляции
Обеспечивайте условия потока, необходимые для стабильной теплопередачи, регулирования концентрации и циркуляции сточных вод.
Техническое обслуживание
Система CIP и очистки
Частота очистки и схема применения чистящих средств должны выбираться с учетом ожидаемого образования накипи, отложений и химического состава сточных вод.
Автоматизация
Система управления на базе ПЛК / HMI
Системы контрольно-измерительных приборов и автоматического управления обеспечивают поддержание условий технологического процесса, а также предоставляют эксплуатационные данные, сигналы тревоги, блокировки и средства защиты критически важного оборудования.
Не уверены, подходит ли вам подход MVC/MVR?
Пришлите нам данные о расходе сточных вод, результаты анализа воды и целевые показатели очистки. Компания Memva сможет определить, следует ли использовать испарение в качестве самостоятельного метода или в сочетании с мембранной концентрацией, кристаллизацией или другими этапами очистки.
Технические данные
Что определяет конструкцию испарителя MVC/MVR?
Два потока сточных вод с одинаковым суточным расходом могут требовать совершенно разных конфигураций испарителей. Это основные параметры, которые учитываются при проектировании технологического процесса.
Рабочий процесс и эксплуатация
Расход сточных вод
Средний и пиковый расход в м³/сутки или м³/ч, количество часов работы в сутки и предполагаемые колебания нагрузки определяют требуемую производительность по испарению.
Химия воды
TDS и состав соли
Одних только общих растворенных веществ недостаточно. Хлорид, сульфат, кальций, магний, кремнезем и другие ионы влияют на образование накипи, коррозию и достижимую концентрацию.
Органическая нагрузка
COD, TOC и летучие соединения
Органические вещества, аммиак, растворители и поверхностно-активные вещества могут влиять на образование пены, теплообменные характеристики и качество конденсата.
Цель процесса
Обязательная итоговая специализация
В проекте следует определить требуемую степень уменьшения объема, конечный состав концентрата, а также необходимость проведения последующей кристаллизации или отделения твердых веществ.
Повторное использование воды
Требования к качеству конденсата
Требуемое качество сливаемого или повторно используемого конденсата определяет, можно ли использовать конденсат напрямую или требуется дополнительная очистка.
Материалы
Условия коррозии
При выборе нержавеющей стали, дуплексной нержавеющей стали, титана или других коррозионно-стойких материалов необходимо учитывать концентрацию хлоридов, температуру, pH и химический состав сточных вод.
Коммунальные услуги
Условия эксплуатации технологических систем завода
На конфигурацию системы влияют: доступное электропитание, источник тепла для пускового этапа, системы охлаждения, место для установки и условия на местной станции.
Эксплуатация и техническое обслуживание
Стратегия борьбы с накипью, отложениями и CIP
Ожидаемые осадки и особенности образования нагара влияют на режим циркуляции, рабочую концентрацию, частоту очистки и доступность для технического обслуживания.
Об энергопотреблении в системах MVC/MVR:
Универсальные данные о потреблении электроэнергии, такие как “15–40 кВт·ч на м³ сточных вод”, не следует использовать в качестве гарантированного значения для каждого проекта. Фактическое потребление зависит от интенсивности испарения, повышения температуры кипения, перепада температур, КПД компрессора, температуры подаваемой жидкости и конечной концентрации.
Пришлите результаты анализа сточных вод и данные о требуемой мощности очистных сооружений, чтобы получить расчет энергопотребления с учетом особенностей вашего проекта.
Приложения
Типичные области применения в сфере промышленных сточных вод
Испарение по технологии MVC/MVR может использоваться как самостоятельный этап концентрирования или как часть комплексного технологического процесса, включающего мембранную очистку, испарение и кристаллизацию.
Промышленные сточные воды с высокой соленостью
Концентрирование сточных вод с высоким содержанием растворённых солей в тех случаях, когда биологическая или мембранная очистка сама по себе не позволяет достичь необходимого уменьшения объёма.
Концентрат RO / DTRO
Дальнейшая концентрация отхода из мембраны после осмотического давления, риск образования накипи или целевые показатели коэффициента извлечения ограничивают дополнительную концентрацию на мембране.
Системы с нулевым сбросом жидкости
Термическая концентрация перед кристаллизацией, отделением соли или окончательной обработкой твердых веществ в технологической линии с нулевым сбросом (ZLD).
Сточные воды химических производств
Концентрация отдельных потоков сточных вод химического производства, в которых состав солей, содержание органических веществ, коррозия и образование накипи требуют разработки технологического процесса с учетом специфики конкретного проекта.
Сточные воды горно-металлургичной промышленности
Уменьшение объема и рекуперация воды из отдельных технологических потоков с высокой степенью засоленности, образующихся в ходе добычи, обогащения и переработки металлов.
Сточные воды, образующиеся при производстве новых энергетических материалов и материалов для аккумуляторов
Обогащение и регенерация воды из отдельных видов технологических сточных вод с высоким содержанием растворенных твердых веществ (TDS), образующихся в процессе производства материалов для аккумуляторов и устройств на основе новых источников энергии.
Сточные воды фармацевтической и тонкохимической промышленности
Вопрос о применении термической концентрации для сложных сточных вод можно рассматривать после оценки летучих компонентов, ХПК, пенобразующих свойств и требований к обработке конденсата.
Проекты по вторичной переработке ресурсов
Концентрация растворенных компонентов в тех случаях, когда кристаллизация, извлечение солей или повторное использование технологической воды являются частью общей цели очистки.
Зачем использовать MVC / MVR
Основные преимущества метода механической рекомпрессии паров
Рекуперация тепла внутренних паров
Образующийся пар повторно сжимается и используется в качестве теплоносителя, что позволяет снизить постоянную зависимость от свежего парного теплоносителя при стабильной работе.
Сокращение объема сточных вод
В результате испарения из сточных вод удаляется вода, и получается концентрат меньшего объёма для дальнейшей очистки, кристаллизации или утилизации.
Рекуперация воды
Конденсат потенциально может быть повторно использован на предприятии, в зависимости от состава сырья, содержания летучих примесей и требуемого качества воды для повторного использования.
Интеграция с процессами ZLD
Испарение по технологии MVC/MVR можно интегрировать с мембранной концентрацией и кристаллизацией для формирования полноценной технологической схемы очистки с нулевым сбросом жидкости.
Автоматизированная непрерывная работа
Системы управления на базе ПЛК/HMI позволяют автоматизировать регулирование температуры, давления, циркуляции, уровня жидкости и обеспечить защиту оборудования для непрерывной работы на промышленных предприятиях.
Выбор материалов с учетом особенностей конкретного проекта
Контактирующие с жидкостью детали можно подбирать с учетом уровня содержания хлоридов, температуры, значения pH и условий коррозии, а не полагаться на единую спецификацию материала для всех видов сточных вод.
Выбор процесса
MVC/MVR против многоступенчатого испарения против DTRO
Эти технологии не всегда являются прямыми конкурентами. Во многих проектах по очистке сточных вод и достижению нулевого сброса (ZLD) мембранная концентрация и выпаривание используются совместно для снижения общих затрат на очистку.
Испаритель MVC / MVR
Наилучшее применение
Непрерывная термическая концентрация сточных вод с высокой соленостью, при которой рекуперация тепла из паров представляет собой привлекательную возможность.
Основные источники энергии
В первую очередь электроэнергия для сжатия пара в режиме стабильной работы.
Основные факторы проектирования
Повышение температуры кипения, повышение температуры компрессора, образование накипи, коррозия и химический состав сточных вод.
Многоступенчатый испаритель
Наилучшее применение
Термическая концентрация, при которой пар легко доступен, а многоступенчатый процесс позволяет повысить эффективность использования пара.
Основные источники энергии
Пар и электроэнергия для насосов и вспомогательного оборудования.
Основные факторы проектирования
Количество эффектов, доступный пар, температурный профиль, площадь теплообмена и монтажное пространство.
Мембранная система DTRO
Наилучшее применение
Мембранная концентрация сложных сточных вод перед термическим выпариванием, если химический состав сырья и осмотическое давление это позволяют.
Основные источники энергии
Электроэнергия для насосов высокого давления.
Основные факторы проектирования
Осмотическое давление, степень извлечения, коэффициент задержки мембраны, загрязнение, образование накипи и способ утилизации концентрата.
Типичная технологическая схема процесса ZLD:
Предварительная обработка → мембранная концентрация → выпаривание методом MVC/MVR → кристаллизация или отделение твердых веществ.
Точный способ очистки следует выбирать с учетом химического состава сточных вод и общей стоимости жизненного цикла, а не исходя из предпочтения какой-либо одной технологии.
Расчет размеров оборудования
Информация, необходимая для подготовки предложения по MVC/MVR
Что касается оборудования для очистки промышленных сточных вод, одного только значения расхода недостаточно для разработки надёжного проекта испарителя. Пришлите как можно больше из перечисленной ниже информации, которой у вас есть на данный момент.
01
Расход сточных вод
Средний и максимальный расход в м³/сутки или м³/час, количество рабочих часов в сутки и ожидаемые колебания объема добычи.
02
Анализ воды
TDS, COD или TOC, pH, хлориды, сульфаты, кальций, магний, кремнезем, аммиак и любые известные технологические химические вещества.
03
Текущий процесс лечения
Укажите, что представляет собой данная подаваемая жидкость: сырые сточные воды, концентрат обратного осмоса, концентрат глубокого обратного осмоса, маточный раствор или другой технологический поток.
04
Конечная цель лечения
Требуемое уменьшение объема, рекуперация воды, конечный целевой показатель концентрата, требования к сбросу, а также необходимость применения кристаллизации или технологии ZLD.
05
Условия предоставления коммунальных услуг
Электроснабжение, наличие пара или источника тепла для запуска, условия монтажа и любые ограничения по инженерным сетям предприятия.
Техническая поддержка
От анализа сточных вод до полного процесса очистки
Компания «Мемва» разрабатывает системы очистки промышленных сточных вод с учетом фактических характеристик каждого потока сточных вод, а не основываясь исключительно на номинальной производительности испарителя.
В зависимости от проекта процесс очистки может сочетать в себе мембранную концентрацию, выпаривание по технологии MVC/MVR, доочистку конденсата, кристаллизацию и обработку твердых веществ для достижения требуемого уровня сокращения объема сточных вод или целевого показателя повторного использования воды.
В случае инженерных проектов проверенные эксплуатационные данные оказываются более
полезными, чем общие маркетинговые заявления.
При оценке поставщика испарителей сравнивайте условия подачи сырья, нагрузку на испарение, фактическое качество конденсата, конечную концентрацию, используемые материалы, энергопотребление и долгосрочные эксплуатационные показатели, если имеются данные по проекту.
Часто задаваемые вопросы
Часто задаваемые вопросы об испарителях MVC/MVR
В чём заключается разница между методами испарения MVC и MVR?
В промышленном испарении оба термина используются для описания концепций механического сжатия пара и рекуперации тепла. Аббревиатура MVR означает «механическая повторная компрессия пара» (Mechanical Vapor Recompression) и описывает процесс повторной компрессии и повторного использования образовавшегося пара. Некоторые поставщики оборудования используют аббревиатуру MVC, «механическая компрессия пара» (Mechanical Vapor Compression), для обозначения того же или близкого по принципу действия процесса выпаривания.
Для чего используется испаритель типа MVC/MVR?
Она используется для удаления воды из промышленных технологических потоков и сточных вод с получением концентрата меньшего объема и рекуперированного конденсата. Типичные области применения включают сточные воды с высокой соленостью, концентрирование рассола, системы мембранного концентрирования и системы с нулевым сбросом (ZLD).
Может ли технология MVC/MVR очищать сточные воды с высокой соленостью?
Да. Сточные воды с высокой соленостью — это распространенная область применения, но при проектировании необходимо учитывать фактический состав солей, повышение температуры кипения, склонность к образованию накипи, коррозию, вязкость и целевую конечную концентрацию.
Могут ли технологии MVC/MVR обрабатывать концентрат RO или DTRO?
Да. Термическое испарение часто рассматривается в тех случаях, когда концентрация на мембранном этапе достигает практического предела извлечения. Мембранный этап позволяет снизить гидравлическую нагрузку перед испарением, а системы MVC/MVR позволяют дополнительно уменьшить объем концентрата.
Можно ли повторно использовать конденсат из испарителя MVC/MVR?
Конденсат может подходить для повторного использования, однако это зависит от состава подаваемой жидкости и требуемого качества воды. Аммиак, летучие органические соединения, пенообразование или унос жидкости могут повлиять на качество конденсата, поэтому может потребоваться доочистка.
Сколько электроэнергии потребляет испаритель типа MVC/MVR?
Не существует достоверного универсального значения кВт·ч/м³ для всех потоков сточных вод. Потребление электроэнергии зависит от интенсивности испарения, повышения температуры кипения, перепада температур, коэффициента полезного действия компрессора, температуры подаваемой жидкости, целевой концентрации и других технологических условий.
Требуется ли для испарителя типа MVC/MVR пар?
В режиме стабильной работы повторно сжатые технологические пары обеспечивают большую часть необходимого тепла для испарения. В зависимости от конфигурации системы вспомогательный источник нагрева может по-прежнему использоваться во время запуска, а также для компенсации теплопотерь в технологическом процессе.
Как регулируется масштабирование в испарителе типа MVC/MVR?
Контроль образования накипи начинается с изучения химического состава сточных вод. Режим циркуляции, рабочая концентрация, температура, предварительная очистка, стратегия применения антинакипных средств (при необходимости) и процедуры CIP должны выбираться с учетом солей, которые, как ожидается, могут выпадать в осадок.
Требует ли испаритель MVC/MVR частого технического обслуживания?
Требования к техническому обслуживанию зависят в основном от образования накипи, загрязнения, конфигурации компрессора, химического состава сточных вод и рабочей концентрации. Правильно спроектированная система должна обеспечивать доступ к поверхностям теплообмена, наличие соответствующих средств CIP и защиту критически важных вращающихся узлов.
Какие материалы используются при изготовлении испарителя типа MVC/MVR?
Выбор материала зависит от химического состава сточных вод, содержания хлоридов, значения pH, рабочей температуры и риска коррозии. В зависимости от условий эксплуатации можно рассмотреть использование нержавеющей стали, дуплексной нержавеющей стали, титана или других коррозионно-стойких материалов.
Подходит ли технология MVC/MVR для системы «нулевого сброса жидкости»?
Да. Испарение по технологии MVC/MVR может использоваться в качестве этапа термической концентрации в системе ZLD, как правило, после предварительной очистки или мембранной концентрации и перед кристаллизацией или окончательным отделением твердых веществ.
Какая информация необходима для расчета стоимости услуги MVC/MVR?
Начните с расхода сточных вод, количества часов работы, общего содержания растворенных веществ (TDS), pH, химического потребления кислорода (COD) или общего содержания органического углерода (TOC), основных растворенных солей, хлоридов, сульфатов, жесткости, кремнезема, аммиака, известных органических соединений и требуемой конечной концентрации или целевого показателя повторного использования воды.
Запросить техническое предложение
Пришлите нам данные о ваших сточных водах
Сообщите нам, какие сточные воды вам необходимо очистить. Химический состав сырья и цель очистки определяют выбор подходящего процесса выпаривания и конфигурацию оборудования.
Если у вас уже есть результаты лабораторного анализа воды, приложите их к вашему запросу. Даже неполные данные можно использовать для первоначального технического обсуждения.
Полезная информация, которую следует включить:
Расход сточных вод · TDS · pH · ХПК/TOC · хлориды · сульфаты · жесткость · кремнезем · основные загрязнители · текущий процесс очистки · целевая концентрация · повторное использование воды или требования к нулевому сбросу (ZLD).
Расход сточных вод · TDS · pH · ХПК/TOC · хлориды · сульфаты · жесткость · кремнезем · основные загрязнители · текущий процесс очистки · целевая концентрация · повторное использование воды или требования к нулевому сбросу (ZLD).