在工業廢水和礦物加工中,氯化鉀常與氯化鈉等鹽類共存,傳統分離工藝能耗高、效率低。機械蒸汽再壓縮(MVR)蒸發技術通過回收二次蒸汽潛熱,實現能源梯級利用,成為氯化鉀分鹽領域的解決方案。本文系統解析MVR蒸發器在氯化鉀分鹽中的工藝原理、技術優勢及實際應用。
一、MVR蒸發器分鹽原理
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蒸發器利用這一特性,通過高溫蒸發優先析出氯化鈉,再通過降溫結晶分離氯化鉀,實現“高溫析鈉、低溫析鉀”的分質結晶。
高濃度鹽溶液沸點升高特性,MVR系統采用分級壓縮技術。壓縮機將二次蒸汽壓縮至90℃用于初始蒸發,隨著溶液濃度升高,引入二級壓縮機將蒸汽溫度提升至100℃以上,維持有效傳熱溫差避免因沸點升高導致的傳熱效率下降。
二、MVR蒸發結晶系統工藝流程
MVR 蒸發器采用了機械蒸汽再壓縮技術,將蒸發過程中產生的二次蒸汽進行壓縮,使其壓力和溫度提升,然后重新作為熱源返回蒸發器。
待處理的含氯化鉀混合鹽溶液經預熱器加熱至接近沸點,進入蒸發室,在蒸發室內,料液通過與加熱室的換熱,快速汽化產生二次蒸汽,溶液濃度逐漸升高,二次蒸汽被蒸汽壓縮機吸入,經機械壓縮后溫度升高、壓力增加,成為高溫高壓蒸汽,壓縮后的蒸汽進入加熱室,釋放熱量用于加熱新進入的料液,自身冷凝為冷凝水,濃縮后的氯化鉀溶液達到過飽和狀態,進入結晶器形成晶體,再經離心分離、干燥后得到高純度氯化鉀產品。
相比傳統多效蒸發器,MVR 蒸發器能耗降低更多,需消耗壓縮機的電能,無需持續供應生蒸汽;通過自動化控制系統調節壓縮機轉速、料液流量及溫度,可控制蒸發速率,避免局部過熱導致的鹽垢結焦。
