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在工業(yè)廢水和礦物加工中，氯化鉀常與氯化鈉等鹽類共存，傳統(tǒng)分離工藝能耗高、效率低。機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）蒸發(fā)技術(shù)通過(guò)回收二次蒸汽潛熱，實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用，成為氯化鉀分鹽領(lǐng)域的解決方案。本文系統(tǒng)解析MVR蒸發(fā)器在氯化鉀分鹽中的工藝原理、技術(shù)優(yōu)勢(shì)及實(shí)際應(yīng)用。
一、MVR蒸發(fā)器分鹽原理
氯化鈉與氯化鉀在水中的溶解度受溫度影響，氯化鈉溶解度隨溫度變化平緩，而氯化鉀溶解度隨溫度升高增加。MVR蒸發(fā)器利用這一特性，通過(guò)高溫蒸發(fā)優(yōu)先析出氯化鈉，再通過(guò)降溫結(jié)晶分離氯化鉀，實(shí)現(xiàn)“高溫析鈉、低溫析鉀”的分質(zhì)結(jié)晶。
高濃度鹽溶液沸點(diǎn)升高特性，MVR系統(tǒng)采用分級(jí)壓縮技術(shù)。壓縮機(jī)將二次蒸汽壓縮至90℃用于初始蒸發(fā)，隨著溶液濃度升高，引入二級(jí)壓縮機(jī)將蒸汽溫度提升至100℃以上，維持有效傳熱溫差避免因沸點(diǎn)升高導(dǎo)致的傳熱效率下降。
二、MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)工藝流程
MVR 蒸發(fā)器采用了機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)，將蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)行壓縮，使其壓力和溫度提升，然后重新作為熱源返回蒸發(fā)器。
待處理的含氯化鉀混合鹽溶液經(jīng)預(yù)熱器加熱至接近沸點(diǎn)，進(jìn)入蒸發(fā)室，在蒸發(fā)室內(nèi)，料液通過(guò)與加熱室的換熱，快速汽化產(chǎn)生二次蒸汽，溶液濃度逐漸升高，二次蒸汽被蒸汽壓縮機(jī)吸入，經(jīng)機(jī)械壓縮后溫度升高、壓力增加，成為高溫高壓蒸汽，壓縮后的蒸汽進(jìn)入加熱室，釋放熱量用于加熱新進(jìn)入的料液，自身冷凝為冷凝水，濃縮后的氯化鉀溶液達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，進(jìn)入結(jié)晶器形成晶體，再經(jīng)離心分離、干燥后得到高純度氯化鉀產(chǎn)品。
相比傳統(tǒng)多效蒸發(fā)器，MVR 蒸發(fā)器能耗降低更多，需消耗壓縮機(jī)的電能，無(wú)需持續(xù)供應(yīng)生蒸汽；通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、料液流量及溫度，可控制蒸發(fā)速率，避免局部過(guò)熱導(dǎo)致的鹽垢結(jié)焦。
