10T/h纤维素废水处理量M V R蒸发器--xx天然纤维科技有限公司
10T/h纤维素废水处理量M V R蒸发器--技术方案--xx天然纤维科技有限公司
设计方:新乡市双诚环保设备有限公司
设计:王浩杰;0373-3808863 15138635771
地址:河南省新乡市凤泉区西玛大道101号
网址:http://www.xxschb.com
1设计方企业简介
河南新乡市双诚环保设备有限公司位于河南省新乡市,是一家集设计、开发、制造、销售为一体的股份制公司。丰富的制造经验、特有的专利技术(已有发明专利2项,实用新型专利9项)、雄厚的技术实力(各类高级专业技术人员26名)、高效的管理团队,使双诚环保成为一流的工业“三废”综合治理、节能环保、清洁生产解决方案供应商。企业依托先进的生产设备、精良的检测仪器、完善的售后服务和高素质的技术人才以及科学的管理模式建立起一套先进高效的现代企业管理制度。公司在业内率先通过ISO9001:2008、ISO14001:2004、OHSAS18001:2007国际体系认证。
公司主要产品:各种蒸发器、焚烧炉、换热器、聚乙烯(PE)储罐、钢衬塑产品等。公司全面吸收和借鉴国内外同类产品的先进技术,坚持质量第一,以人为本。公司建有“新乡市危险废物焚烧技术工程中心”和“新乡市含氮化合物热解及焚烧控制技术工程中心”。另外,我公司控股的“新乡市双诚环保技术工程公司”近年来在污水、废气治理方面也取得了不俗的业绩。公司一贯坚持:针对客户要求,经过对实验数据分析,为客户设计切实可行的解决方案,提供与方案配套的高品质产品。
双诚人秉承“顾客至上、成就员工、回报社会”的宗旨,以多元化的产品,优质的服务,做一流产品,创一流企业。双诚人将不遗余力的投身到节能减排、绿色环保的事业中,力争为环保事业做出更大的贡献!!!
企业宗旨:顾客至上、成就员工、回报社会。
企业精神:求实创新、诚信致远。
企业理念:专注环保产业,关注人类生存环境。
经营方针:市场为导向、质量为生命、科技为动力、信誉为根本。
团队意识:诚信、感恩、团结、上进。
2 MVR蒸发器介绍
MVR是蒸汽机械再压缩技术的简称。MVR是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量,从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。早在60年代,国外就已成功的将该技术用于化工、食品、医药、海水淡化及污水处理等领域。在MVR蒸发系统中,蒸发产生的低温二次蒸汽经压缩机压缩,把电能转换成热能,使蒸汽的温度、压力提高,热焓增加,然后重新进入蒸发器的加热室作为热源,充分利用蒸汽的潜热,使料液维持沸腾状态,而加热蒸汽本身则冷凝成水。除开车启动外,整个生产过程中仅需少量生蒸汽。主要利用二次蒸汽,使原来要废弃的二次蒸汽就得到了充分的利用,回收了潜热,提高了热效率,理论上生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。
XII-2.2 MVR的特点
MVR蒸发系统与多效蒸发相比具有以下优点:
(1) 低能耗、低运行费用;从理论上来看,使用MVR蒸发器比传统蒸发器节省75%以上的能源;实际使用中MVR蒸发器的运行成本只有传统蒸发器的50%(当物料不同时,能耗有所改变);
(2) 设备紧凑,占地面积小、所需空间小。与多效蒸发比可以减少50%以上的占地面积;
(3) 仅需少量冷却水,可以节省90%以上的冷却水,公用工程配套少。
(4) 运行平稳,自动化程度高;通过PLC、工业计算机(FA)、组态等形式来控制系统温度、压力、马达转速,保持系统蒸发平衡。
(5) 清洁能源洁净环保。MVR蒸发器以电为主,采用工业电源,没有二氧化碳排放问题。
(6) 采用单级真空蒸发,蒸发温度低,特别适合热敏性较强的物料,不易使物料变性。采用低温负压蒸发(60~85℃),有利于防止被蒸发物料的高温变性。可以在60℃下蒸发而无需冷冻设备。
3 项目概况
3.1 前言
xx天然纤维科技有限公司(使用方)主要经营麻纤维及制品、纸浆粕及粘胶纤维浆粕制品、微生物助剂、碱性助剂研发、生产、销售,天然纤维加工设备研发、制造、销售,纸浆粕及粘胶纤维浆粕加工设备研发、制造、销售。使用方在正常生产过程中产生废液:含有氯化钠和氯化钙废液。目前废水的处理严重制约着公司的发展,急需解决废水的处置问题。使用方决定采用MVR蒸发器(蒸发浓缩-结晶处理)方式将氯化钠和氯化钙浓缩结晶,母液再循环,蒸发冷凝水再进入生化系统处理。
根据使用方提供给新乡市双诚环保设备有限公司(设计方)的数据(详见3.2),设计方通过对废液的分析,初步确定工艺设计中系统主要有:MVR效强制循环蒸发系统、动力系统、加热系统、供配电及控制系统工程等。整个系统工艺流程简单、实用、合理、可靠。
3.2废液相关资料
序号 |
参 数 名 称 |
单位 |
参数 |
1 |
物料名称 |
|
氯化钠和氯化钙废水 |
2 |
PH |
|
10 |
3 |
进料浓度 |
% |
需要提供 |
4 |
进料温度 |
℃ |
25 |
5 |
额定处理量 |
t/h |
10 |
6 |
COD |
mg/L |
需要提供 |
7 |
粘度 |
Mpas |
约6.0 |
要求进MVR蒸发器水质要求
序号 |
参 数 名 称 |
单位 |
工 艺 参 数 |
1 |
物料名称 |
|
氯化钠和氯化钙废水 |
2 |
PH |
|
7-9 |
3 |
进料浓度 |
% |
待定 |
4 |
进料温度 |
℃ |
25 |
5 |
额定处理量 |
t/h |
10 |
3.3 物料性质
①氯化钠性质
无色立方结晶或细小结晶粉末,味咸。外观是白色晶体状,易溶于水、甘油,微溶于乙醇(酒精)、液氨;不溶于浓盐酸。
通过我公司实验数据和参考有关资料,设计依据下表一、二
表一:不同浓度氯化钠水溶液的沸点
质量分数% |
6.19 |
11.03 |
14.67 |
17.69 |
20.32 |
25.09 |
沸点℃ |
101 |
102 |
103 |
104 |
105 |
107 |
表二:不同温度下氯化钠在水中的溶解度g
温度/℃ |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
溶解度/g |
35.8 |
36.0 |
36.3 |
36.6 |
37.0 |
37.3 |
37.8 |
38.4 |
39.0 |
39.8 |
由以上表格数据可以得出如下结论:
1、氯化钠在水中溶解度随着温度变化溶解度变化较大。
2、氯化钠水溶液随着含量升高,沸点升高较明显。
①氯化钙性质
氯化钙为无机化合物,一种由氯元素和钙元素构成的盐,化学式为CaCl2,为典型的离子型卤化物。室温下为白色固体,性状为白色、硬质碎块或颗粒。微苦,无味。
无色立方结晶体,白色或灰白色,有粒状、蜂窝块状、圆球状、不规则颗粒状、粉末状。微毒、无臭、味微苦。吸湿性极强,暴露于空气中极易潮解。易溶于水,同时放出大量的热(氯化钙的溶解焓为-176.2cal/g),其水溶液呈微酸性。溶于醇、丙酮、醋酸。与氨或乙醇作用,分别生成CaCl2·8NH3和 CaCl2·4C2H5OH络合物。低温下溶液结晶而析出的为六水物,逐渐加热至30℃时则溶解在自身的结晶水中,继续加热逐渐失水,至200℃时变为二水物,再加热至260℃则变为白色多孔状的无水氯化钙。
4 压缩机介绍
4.1 压缩机选型及相关参数
根据该工程项目要求的参数,选用如下的设计方案:
输入参数:
蒸发流量:10t/Hour
进气温度:90℃
进气压力:70.182kPa
出口温度:108℃
设计压比:1.91
气体成分:水蒸气
输入参数对应方案:选用 1 台套:
序号 |
项目 |
参数 |
基本参数: |
||
1 |
所需数量 |
1 台 |
2 |
型号 |
GVC250/50 |
3 |
使用场所 |
室内或室外(遮雨棚) |
4 |
压缩介质 |
水蒸气 |
5 |
气体常数 |
461.4 J/Kg.K |
6 |
压缩级数 |
1 级 |
7 |
进口蒸汽质量流量 |
5t/Hour |
8 |
进气压力 |
70.182kPa |
9 |
进气温度 |
90℃ |
10 |
排气压力 |
169.18kPa. A |
11 |
排气温度 |
108℃ |
12 |
进气密度 |
0.598kg/ m3 |
13 |
排气密度 |
0.965kg/ m3 |
14 |
进气管公称直径 |
DN350 |
15 |
进气管流速 |
24.14m/s |
16 |
排气管公称直径 |
DN300 |
17 |
排气管流速 |
20.36m/s |
18 |
等熵效率 |
78% |
19 |
轴功率 |
168kW |
20 |
参数要求压比 |
1.67 |
21 |
流量调节方式 |
变频调节 |
主电机: |
||
1 |
电机形式 |
三相异步电动机 |
2 |
参数 |
380V 50 Hz |
3 |
电机额定输出功率 |
250kW |
加湿冷却水: |
||
1 |
注水方式 |
前注水 |
2 |
温度 |
80℃ |
3 |
流量 |
210kg/Hour |
主要参数: |
||
1 |
压气叶轮直径 |
380mm |
2 |
压气叶轮叶片总数 |
18 片 |
3 |
压气叶轮转速 |
20100rpm |
4 |
压气叶轮形式 |
半开式三元流后弯铣制叶轮 |
5 |
压气叶轮材料 |
TC4 |
6 |
压气叶轮周速 |
399.92m/s |
7 |
叶轮出口流速 |
315.83m/s |
8 |
叶轮出口马赫数 |
0.64 |
9 |
最高排气温度 |
110℃ |
10 |
扩压器形式 |
机翼型叶片扩压器 |
11 |
扩压器材料 |
316L |
12 |
蜗壳材料 |
316L |
13 |
润滑油 |
牌号:32号透平油 |
4.2主要设备及性能描述
4.2.1.压缩机本体
图3.GVC系列单级高速离心式蒸汽压缩机组
最先进的、具有军工核心技术的全三元流设计理念,径向离心叶轮、低稠度扩压器以及进口可调导叶系统,保证了GVC系列蒸汽压缩机的高效特性以及宽广的工作范围。叶轮与高速轴采用拉杆式装配,保证了传扭的可靠性和安全性。压缩机的转子经过多次动平衡校验,所以保证运行振动非常低。叶轮为TC4材料,叶轮和扩压器型线的设计都基于大量机器的丰富数据分析及现代空气动力学的基础上,所以具有最高的效率。
叶轮 材质 TC4 (5轴联动数控加工叶轮,设计使用寿命20年)
扩压器 材质 316L
蜗壳 材质 316L
图4. GVC系列单级高速离心式蒸汽压缩机的压气叶轮及转子总成
GVC系列单级离心式蒸汽压缩机的压气叶轮出口装有高效机翼型叶片扩压器确保压缩机取得较高的效率,达到82%。材料选用316L,扩压器叶片型线数控加工中心铣削一体成型。
图5. GVC系列单级高速离心式蒸汽压缩机的机翼型叶片扩压器
4.2.2增速箱
图6. GVC系列单级高速离心式蒸汽压缩机的增速箱
整体铸造齿轮箱(或钢结构件),结构紧凑,齿轮箱与压缩机之间既成一体又互相隔开,保证了润滑油绝对不污染介质,也保证了水蒸气不会进入齿轮箱影响齿轮和轴承的寿命。
图7. GVC系列单级高速离心式蒸汽压缩机的大、小齿轮轴
齿轮箱体:整体铸造(或钢结构件)半剖分式
材质:铸铁GG25
小齿轮轴:单斜齿 AGMA13级带止推环
材质:合金结构钢SNCM439 20CrMnMo
大齿轮轴:单斜齿 AGMA13级 17CrNiMo6
材质:合金结构钢 42CrMoA
止推环
高速轴可以将自身所承受的轴向力通过止推轴肩传递到低速的大齿轮轴上。从而使高速轴上无推力摩擦,增强了高速轴的运行可靠性,提高了高速轴的轴承使用寿命。
图8. GVC系列单级高速离心式蒸汽压缩机的轴封
轴封:免维护、非接触、迷宫对分型
采用军工核心技术的五瓣可倾瓦轴承可以保证轴在任何时候都处在轴承中心,这样完全解决了轴在高速运转下的振动问题,从而保证机组的稳定运行。轴承的可倾瓦块可以自动调心,在加卸载过程中,按照负载变化自动调节瓦块,平稳地应付突变载荷对机组的影响,保证机组的使用寿命。
4.2.3润滑油系统
图10. GVC系列单级高速离心式蒸汽压缩机的底座油站
单台蒸汽压缩机配有独立的、模块化设计的供油系统,该系统能为齿轮和所有轴承提供所需的干净润滑油。所有供油系统部件与压缩机底座安装成一体且便于维修、检查和清洗。
(1) 油箱内部需按制造厂标准进行防锈处理。设备安装于垫板上,所有开口处加垫片密封。油箱有足够的容积,在正常供油量情况下至少满足 3 分钟的持续供油时间。
(2) 油箱配带滑油加热器(额定电压:380V/3Ph/50Hz)、温度传感器、液位继电器、温度表。
(3) 油箱配置滑油液位观察镜、油箱呼吸器、大型人工清洁口、滑油添加及泄油连接口。
(4) 滑油系统配置主轴驱动的主油泵,为机组正常运行提供润滑油,及断电惯性供油保护措施。
(5) 滑油系统配置电动辅助油泵,为机组的启动预润滑、停机后润滑、运行过程中滑油压力过低、机组突然失电提供供油保护。
(6) 马达驱动的辅助油泵额定电压:380V/3Ph/50Hz.
(7) 主油泵和辅助油泵进口设置过滤筒
(8) 滑油管路配备滑油过滤器(过滤精度10微米),并具有压差发讯报警功能。
(9) 油冷却器使用水冷模式。
(10)齿轮箱滑油进口压力、温度、过滤器压差等润滑油系统检测
5 设计方案
一、设计基础数据
1.建设地点
新疆库尔勒
2.公用工程条件
2.2.1.电源
AC380/220V±7%;50±0.5HZ
2.2.2.循环水
±温度: |
入口 25℃ |
备注 |
压力(界区) : |
入口 0.4Mpa(abs) |
|
pH: |
6.5-7.5 |
|
污垢系数: |
0.0004 m2. K/W |
|
2.3.仪表气
压力:0.6MPaG;温度:常温;露点:-40℃
2.4.饱和蒸汽
压力:0.8MPa(G)
温度:180℃
二、适用标准与规范
1.非标设备
GB151-2014《热交换器》
JB/T4710-2005《钢制塔式容器》
NB/T47003.1-2009《钢制焊接常压容器》
JB/T4731-2005 《钢制卧式容器》
HG20580-1998 《钢制化工容器设计基础规定》
HG20581-1998 《钢制化工容器材料选用规定》
HG20582-1998 《钢制化工容器强度计算规定》
HG20583-1998 《钢制化工容器结构设计规定》
HG20584-1998 《钢制化工容器制造技术要求》
HG-T20592-20635-2009 《钢制管法兰、垫片、紧固件》
JB/T4736-2002 《补强圈》
JB/T4712.4-2007 《容器支座》
GB/T29463.1-2012 《管壳式换热器用垫片》
GB/T983-1995 《不锈钢焊条》
GB/T5117-1995 《碳钢焊条》
GB/T5118-1995 《低合金钢焊条》
HG/T21514~21535-2005《钢制人孔和手孔》
HG21505-1992
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