蒸发器,安装复杂,能耗高,一般情况下,没有愿意在“荒郊野外”的油气田开发现场,采用蒸发器去进行水处理的,因为工业用电和蒸汽就是很大的一个麻烦。而且油气田野外作业,在某一个区块,长期干的可能性不大,如果耗时耗力去“建设一个固定站”,那么一定要考虑它的长期价值和经济投入回报。 目前,中石油、中石化、中海油三桶油,在某些“生态环保敏感区”或者海洋领域,对外排有严格的要求,因此需要做到《地表环境水质量》标准,达标后,方可具备排放的第一个
蒸发器,安装复杂,能耗高,一般情况下,没有愿意在“荒郊野外”的油气田开发现场,采用蒸发器去进行水处理的,因为工业用电和蒸汽就是很大的一个麻烦。而且油气田野外作业,在某一个区块,长期干的可能性不大,如果耗时耗力去“建设一个固定站”,那么一定要考虑它的长期价值和经济投入回报。
目前,中石油、中石化、中海油三桶油,在某些“生态环保敏感区”或者海洋领域,对外排有严格的要求,因此需要做到《地表环境水质量》标准,达标后,方可具备排放的第一个“资格”。那么下面介绍一下蒸发器。
一、处理高盐废水(8%全盐量)为什么要用蒸发器
脱盐,大家都知道可以采用“膜技术”、“离子交换”技术、蒸发技术,这三种技术中,蒸发器是投资最大、运行能耗最高的一项技术,可是为什么不用“相对实惠”的另外两种技术呢,主要还是“膜技术和离子交换技术”存在局限性;对于盐分(全盐量)高于8%的盐水时,膜技术已经难以高效进行处理,或者说“回收率”会很低了。因此,只能采用“蒸发”,它可以实现无限浓度,理论上讲,浓缩倍数不受限制。这就是海水淡化膜技术(海水3-4万全盐量)十分成熟的原因。那么,蒸发都有哪些作用呢?
在水处理过程中,蒸发器是一种常用的设备,它主要用于以下几个方面:
1. 浓缩和回收:蒸发器可以将溶液中的水分蒸发掉,从而提高溶液中溶质的浓度。这对于回收有价值的化学物质或者减少废物处理量非常有用。
2. 脱盐: 在海水淡化或工业废水处理中,蒸发器可以用来去除水中的盐分和其他溶解固体,从而获得淡水。
3. 净化: 通过蒸发和再冷凝的过程,可以去除水中的杂质和污染物,提高水质。
4. 产品回收:在某些工业过程中,蒸发器用于从溶液中回收有价值的产品,例如食品工业中的果汁浓缩。
5. 减少排放:通过蒸发处理,可以减少需要排放的废水量,这对于环境保护和遵守排放标准非常重要。
6. 能量回收:在某些类型的蒸发器中,如多效蒸发器,可以利用前一效的热能来加热后一效的溶液,从而提高能源效率。
7. 预处理:在某些情况下,蒸发器可以作为预处理步骤,为后续的水处理工艺(如反渗透或离子交换)做好准备。
二、水处理工程中常用的蒸发器类型
在水处理中,常用的蒸发器类型包括单效蒸发器。单效蒸发器是一种简单的蒸发器,只有一个蒸发器单元,用于将液态物质转化为气态物质。在水处理中,除了单效蒸发器外,还有哪些类型的蒸发器?
在水处理中,除了单效蒸发器外,还有多种类型的蒸发器。常见的蒸发器类型包括:
升膜蒸发器:溶液在加热管内上升形成薄膜进行蒸发。
降膜蒸发器:溶液在加热管内下降形成薄膜进行蒸发。
升—降膜蒸发器:结合了升膜和降膜的特点。
中央循环管式蒸发器:利用中央循环管进行溶液的循环流动
悬筐式蒸发器:通过悬筐结构进行溶液的循环流动。
列文式蒸发器:强制循环型蒸发器的一种。
板式蒸发器:强制循环型蒸发器的一种。
MVR蒸发器:机械蒸汽再压缩蒸发器,用于含盐废水处理
三效蒸发器:由相互串联的三个蒸发器组成,适用于多效蒸发工艺。
三、多效蒸发和MVR蒸发的特点对比
多效蒸发和MVR蒸发是两种常见的工业蒸发技术,它们在能源利用、运行成本和操作方式等方面各有特点。
1.多效蒸发的特点
(1)高能源利用率:多效蒸发通过串联多个蒸发器,将前一效产生的二次蒸汽作为后一效的加热蒸汽,从而多次重复利用热能,显著降低能耗。这种设计使得多效蒸发器能够有效利用二次蒸汽的余热,提高能源利用率。
(2)节能效果显著:由于多次利用了热能,多效蒸发器的蒸汽耗量低,通常比单效蒸发器节约70%左右的蒸发量。此外,多效蒸发器还可以处理不同杂质含量的废水,并且具有较高的生产能力。
(3)操作灵活性:多效蒸发器可以通过简单操作实现切换改效,以适应不同产品的生产需求。其传热过程主要是沸腾和冷凝换热,传热系数较高。
(4)运行稳定:多效蒸发器系统设计合理美观,运行稳定,使用寿命较长,可以降低很多成本。
2.、MVR蒸发的特点
(1)显著节能:MVR蒸发器通过压缩机提高二次蒸汽的能量,并将其重新用于加热料液,从而减少对外界蒸汽的需求。这使得MVR蒸发器的能耗仅为传统蒸发器的四分之一到五分之一。
(2)运行成本低:MVR蒸发器的运行费用大幅下降,主要依赖电能驱动,因此在能源价格不断上升的情况下更具优势。其吨水消耗量一般为20-80度电,而多效蒸发器每吨水耗电量为8-15KW。
(3)环保和安全:MVR蒸发器没有污染排放,不属于压力容器范畴,操作简单且安全隐患较低。
(4)占地面积小:相比传统的多效蒸发设备,MVR蒸发器所需的占地面积更小,这使其在空间受限的应用场景中更具优势。
3.能耗对比
知识点:水蒸气的价格:200元/吨;生成1吨蒸汽需要标煤0.118吨;生产1吨蒸汽需要0.097方天然气;生产1吨蒸汽需要电耗288.89Kwh。
价格:标煤大约900元/吨;1000*0.118=118元;
天然气2.76元/方;2.76*72=198.72元;
电费消耗0.76元/度;0.76*288.89=219.56元;
*以上数据基于网络,仅供参考。
1吨蒸汽可以蒸发多少废水:1吨蒸汽可能只能蒸发大约0.833到0.909吨的废水;在单效蒸发过程中,每蒸发一吨水大约需要1.1到1.2吨的蒸汽;三效蒸发器的蒸汽消耗量大约是每蒸发1kg水需要0.33kg蒸汽,这意味着1kg蒸汽可以蒸发大约3kg水;1吨蒸汽理论上可以蒸发大约3吨(3000kg)的废水。
对比总结
能耗:多效蒸发器依赖于蒸汽驱动,而MVR蒸发器则依赖电能驱动。在相同的处理量下,MVR蒸发器的能耗更低。
运行成本:MVR蒸发器的运行成本更低,因为其主要消耗的是电能,而多效蒸发器除了电能外还需要消耗蒸汽。
适用范围:尽管MVR蒸发器在能耗方面具有明显优势,但并不意味着它可以完全替代多效蒸发器。在某些特定应用场景下,多效蒸发器仍然有其独特的优势。
四、在水处理领域,最新的蒸发器技术发展有哪些
在水处理领域,最新的蒸发器技术发展主要集中在以下几个方面:
1.低温蒸发器:低温蒸发器通过在较低温度下进行蒸发作用,去除水体中的溶质,实现水的净化与浓缩。这种技术具有独特的优势,能够有效改变传统水处理行业的面貌,并为环保事业注入新的活力。
2.MVR蒸发器(机械蒸汽再压缩蒸发器) :MVR蒸发器是一种高效节能的蒸发设备,主要应用于工业废水处理。它采用低温与低压汽蒸技术和清洁能源产生蒸汽,将媒介中的水分离出来,具有显著的节能效果。此外,MVR蒸发器还被广泛应用于高盐废水处理中,显示出其技术成熟、处理速度快、占地面积小等优点。
3.多效蒸发器:多效蒸发器通过多个蒸发器串联运行,利用前一效产生的二次蒸汽作为下一效的加热源,从而提高能量利用效率。这种技术在国内具有较大的发展前景,适用于各种高含盐废水处理。
4.太阳能界面蒸发器:近年来,研究者们在太阳能界面蒸发处理高盐废水方面取得了新进展。通过调控蒸发器结构,实现了高盐废水的连续高效蒸发。此外,基于升级循环自修复吸附剂的超稳定蒸发器也在废水再生领域展现出巨大潜力。
5.空气能热泵蒸发技术:这种技术通过消耗少量高质能或高温位热能,实现了热能由低温物体向高温物体的转移,显著提升了能效。
6.三维多孔蒸发器:研究者们探讨了三维多孔蒸发器中孔道尺寸和连通性对供水量的影响,并通过改善水与亲水组分之间的相互作用来降低蒸发能耗。