1吨废水mvr蒸发处理技术说明书

技 术 说 明 书

项目名称：废水MVR蒸发系统 项目地点： 项目单位：山东特保罗环保节能科技有限公司 项目日期： 2016 年 5 月 18 日

山东特保罗环保节能科技有限公司

Shandong Tomorrow Environmental Protection Energy Saving Technology Co.,Ltd.

第一部分 公司简介

山东特保罗环保节能科技有限公司位于风景秀丽的“小泉城”—山东章丘，是一家专业生产MVR蒸发器及以MVR技术为核心的高难度有机废水处理成套设备的生产制造厂家。公司引进美国技术并和国内多家高校和行业知名院所进行紧密型合作,是其成果产业化基地,目前公司的成套设备已在环保、食品、医药等多个领域广泛应用。公司占地40000平方，设备精良，生产能力800吨/年。博士3人，硕士16人，本科以上42人，科技力量雄厚。致力于打造国内一流的环保节能设备。

·应用范围

MVR蒸发器可广泛用于工业废水处理、市政废水处理、重盐废水、重金属废水、食品、医药、化工、家具、造纸、纺织等领域。

·公司价值观

公司将以高尖端的技术竞争力，以高标准的产品结构，为客户提供最优质的系统化解决方案，为中国的蓝天事业贡献一份应有的力量，承担一份责任。

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第二部分 项目界区及范围

1、设计依据

1.1业主提供的相关资料；

1.2山东特保罗环保节能科技有限公司相关工程经验。

2、项目界区

界区（B/L）是合同装置的厂房一米的一条假想的界限。假如装置部分安装在露天时，B/L的界限是从中药液进入浓缩装置的第一个手动阀门开始，至冷凝水出合同装置车间外1米为止。特保罗负责提供该街区内工艺设计、设备制造、机泵及电气仪表采购、设备及电仪组态、安装调试等满足提资要求处理量及能耗的一切必要条件。

2.1结构界区：主体厂房及公用工程由特保罗（以下简称乙方）提资，甲方施工，说明是公用工程由甲方引至主体厂房外公用排管上，公用排管及操作平台由乙方负责制作及安装。 2.2物料范围：由甲方引至公用管排物料管线接口，乙方负责自物料进口至高浓定排液出口之间所有的管线连接及安装。

2.3冷凝液范围：由乙方负责自设备冷凝液产出至主体厂房外公用管排上冷凝液管之间所有的管线连接及安装。

2.4干物料范围：由乙方负责至离心机出口之间的管线连接及安装，盐的包装及外运设施甲方自理。

2.5动力电范围：由甲方引至主体厂房配电室内的一次柜内。乙方负责厂房内动力设备线的连接。

2.6仪表及控制范围：由乙方负责厂房内所有的仪表及控制线的连接。

3、设计界区

序号 工作项目 流程的原理提供 计算过程设备尺寸及提供设备规范 提供《设备一览表》 确认每台设备用水量 提供包含仪表、管道尺寸、材质及设备的《工艺流程图》 提供《管道布置图》，包含管道尺寸、保温厚度、材质、操作条件 提供工艺条件供仪表自控设计 含换热器、各种储罐、容器 根据工艺设计计算表，设计及绘制设备图 根据工艺设计条件，设计及绘制《非标设备条件图》 内容 一 工艺部分 1 流程设计 2 设备计算及规格 3 设备汇总 4 用水量计算 5 带控制点工艺流程图 6 管道汇总 7 仪表控制条件 二 容器设备部分 1 主要设备图 2 储罐容器设备图 三 机械设备部分 地址/Add：山东省章丘市相公庄镇北工业园 电话/Tel：0531-83528088 传真/Fax：0531-83528077 3

1 压缩机、循环泵、工艺泵 选型及使用安装说明书 四 土建部分 1 设备安装土建条件图 五 管道部分 1 管道材料规格 2 设备布置图 3 管道平面设计 4 建造技术要求 5 材料汇总 六 仪表自控部分 1 自控逻辑图 2 仪表汇总 3 仪表规范 4 仪表位置图 5 仪表安装详图 6 控制室设计 7 仪表电源规划设计 8 PLC及组态 七 电气部分 1 电线系统图 2 电气设计基础资料计算 3 电机统计表 4 安装详图 5 动力配线 6 电机控制线路 根据《设备布置图》、设备安装尺寸绘制 管道材料规范汇编 本工序内的设备布置图 绘制《管道布置图》 建造技术要求 编制《管道材料汇总表》 自控逻辑图 仪表编号及每一仪表设备在设计文件中所在位置 仪表型号规范 仪表位置图 仪表安装图 控制室规划设计、平面图 仪表电源柜规划设计 PLC及组态 380V低压分电系统规划、设计 负荷分析 电机及电气设备负荷统计表 准备各类电气安装图 决定配线配管路径 控制柜线路图 4、本次工程实施中不包含的项目

4.1土建及主体厂房的施工； 4.2防腐、保温施工； 4.3干盐的包装及界区外输送； 4.4高浓母液的界区外输送

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第三部分 工艺描述

1、本次工程设计的主要设计参数

1.1设计进水水质

表1 项目设计水质

项目名称 废水

1.2设计浓缩终点

单位 t/h 数量 1 主要成分 含盐废水 浓度% 3% 表2 项目浓缩液要求

项目名称 出盐

固液比 15~20% 备注 达到终点 2、本次工程设计的主要工艺

根据提供资料，设计蒸发温度为95℃，二次蒸汽温度约90℃，经压缩机加压后的二次蒸汽温度约105℃。对原料液进行换热。

下图是整个废水处理的工艺流程图

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甲醇回收 废水 进入蒸发系统 调节pH为中 闪蒸 性 馏出液 蒸发系统 浓缩浆液过滤 板框压滤 母液 盐

说明： 由于废水含有稀硫酸，进调节池加液碱调节pH为中性，废水中含有约2.3%的甲醇，故先进行闪蒸，收集甲醇。除甲醇后的废水进入蒸发系统，浓缩后的浆液过滤板框除盐。

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MVR蒸发流程示意图如下:

废水 压滤出盐

3、全车间生产工段的组成

3.1MVR蒸发系统

原料计量罐在正常生产期间，为整个MVR系统提供原料，在系统清洗时作为稀酸、碱或清洗剂进入系统的过程罐。

其中原料由来自：生产区（废水），温度为25℃计； 清洗缓冲池（罐）：

在生产出现意外情况时，为整个系统的物料排放提供场地。同时也是系统清洗后，清洗废液的暂存地和中和池。

加热器采用板式换热器，板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比列管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上

在控制汽液夹带方面为了清洗方便，舍弃了常规的丝网除沫装置转而采用的是离心式除沫器，这在尽量避免压缩机进口压降的情况下最大限度的降低雾沫夹带。同时在除沫器的上下装有差压式传感器，在除沫器出现结垢及通量减小的情形下可以自动控制冲洗，保证系统的正常运转。 3.2喷淋单元

喷淋系统由喷淋泵、喷嘴和管道组成。淋喷水来自汽凝水单元。喷淋系统在下列场合使

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用：

蒸发器内的除沫器：在使用一段时间后，由于汽沫夹带的作用，除沫器上会有少许污垢，造成系统阻力增大；除沫器上、下的压力传感器的压力差将反映阻塞情况，超过设定值时将启动喷淋系统对除沫器进行清洗。压力传感器形式采用真空隔膜压力变送器。

压缩机：根据热力学原理，多变压缩时介质的出口温度将有很大的提高。本压缩机在对蒸汽进行压缩后，理论上蒸汽的最高温度将达到146℃。为了避免这一现象的发生，本压缩机出口设置有喷淋冷却装置，以保证压缩机内部任何地方温度均不超过110℃。压缩机两端有设置温度传感器监控，温度如超过110℃：1、打开二次蒸汽的旁路管道阀门，2、立即降低压缩机转速或最终停机。3、加大喷淋冷却水量，4、检查系统、喷嘴、滤网等。 3.3压缩机单元

降膜MVR蒸发系统的蒸汽压缩机由两台进口离心蒸汽压缩机组成，温升20℃。运行平稳，运行电耗较低、噪音小等优点。

强制循环MVR蒸发系统的蒸汽压缩机由罗茨式蒸汽压缩机组成。压缩介质为降膜蒸发器内产生的二次蒸汽。压缩机处理量1000kg/h。

本案中选用的压缩机形式为容积式蒸汽压缩机，具有抗冲击能力强、压比高的优点，结构紧凑，占地面积小，调节范围宽，运行平稳等特点。

容积式压缩机主要由转子部、传动部、机壳部、稀油站、润滑系统、控制系统、底座、支架等部分组成。

转子部由两个“8”型叶轮和轴系组成，叶轮制作形式为锻造和焊接。

传动部由原动机、轴承、齿轮组成、原动机采用变频调速，使机组启动和停车时匀速增减转速，平稳运行，并可用调节转速的形式来达到调节进气量的目的，比传统的用进口调节阀调节进气量要节能。

机壳部分全部采用不锈钢与碳钢焊接制成，焊接完成热处理后整体机加工，以保证和配合尺寸。轴段密封采用机械密封。

控制系统主要控制轴承温度、轴承振动。以及稀油站的进油温度、压力、进油量等参数。 国外容积式压缩机所采用的材质为碳钢镀防腐材料，防腐材料通常为非晶态镍磷或特氟龙，经实际使用证明该机使用寿命通常为1年左右，主要原因为由于母材与镀层的材质不同其固有的物理性质热膨胀系数不同，在受热及受冷的情况下容易发生脱壳，另外在使用过程中由于蒸汽的流速很快，一旦母材与镀层出现剥离情况在高速的蒸汽冲刷下极易发生受损面的扩大，从而使母材产生腐蚀，使得蒸汽压缩机的效率及温升均下降；再者，由于镀层较薄且较脆，在安装的过程中一旦有细小颗粒进入会使得转子镀层遭到压裂而损坏，及时安装条件极高也难以避免使用中的误操作。

本案采用的容积式蒸汽压缩机为全不锈钢材质在使用过程中不存在镀层问题，另外在使用过程中完全可抗冲料冲击。

4、设备占地面积

长（m）×宽（m）×高（m）=6×4×2.5，具体尺寸以设计图纸为准。

5、工艺参数

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项目 物料名称 进料量 进料浓度 蒸发量 出料浓度 蒸发温度 二次蒸汽压力 二次蒸汽饱和温度 压后压力 压后饱和温度 压缩机轴功率 单位 t/h % t/h % ℃ KPa ℃ KPa ℃ KW 参数 废水 1 3% 1.00 饱和盐浆料 95 70 90 101 100 37

6、消耗定额

序号 1 2 3 4 5 名称 蒸汽 压缩空气 循环冷却水 配载功率 消耗功率 规格及质量 0.4MPa 0.6MPa 30-36℃ 380V 380V 单位 吨 m3 m3 千瓦 千瓦 小时量 0.02 1 8 48.6 41.9 来源 自供 自供 自供 自供 系统 备注 仪表用气 机泵冷却 偏差10% 7、经济性对比

每小时蒸发量为1000kg/h。

MVR系统与传统三效运行费用比对。

本次设计中MVR系统总蒸发负荷与同等蒸发负荷的传统三效蒸汽蒸发器运行费用进行比对。

由于MVR系统没有充分利用的二次蒸汽的潜热，以及不再需要冷却循环水，从与三效蒸发器经济性对比可以看出，使用MVR系统后每年可节约操作费用41.6万元，可见具有极大的投资应用价值。

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方式 电费（万元） 蒸汽费用（万元） 冷却水费用（万元） 运行费用合计（万元） MVR节省的费用（万元/年） 三效 0 73.18 6.34 79.52 MVR 33.52 4.4 37.92 备注 年工作7920小时 蒸汽220元/t 电价0.8元/度 冷却水0.4元/t 三效能效比0.42 41.6

第四部分 自控描述

大规模蒸发浓缩生产，单凭经验和经典的试验数据来控制生产，已远远不能适应时代需要，对自动化的要求，已不再是要求接近给定值，而是要求寻找最优目标值，从而实现整个工程系统最优化控制。要求整个过程时间最短、能耗最省、产量最高，实现这样的目标，可以使生产达到最理想的优质、高产、低耗水平从而可以获得最佳的投入产出效益。

中药液蒸发浓缩过程中应用计算机的原理：通过传感器测定各种状态变量，取得蒸发器内各个时间内状态变化的情况，经计算及综合分析，再将其中结果作为反馈调节的信号，通过自动控制装置把温度、浓度等条件控制在生产要求范围内，使得生产稳定可靠地进行。

1、本次设计中PLC具有的功能

1.1控制功能

提供了连续控制、顺序控制、逻辑控制、数据采集和通讯等功能。

连续控制功能包括回路调节、设定程序、处方、梯形逻辑、算术运算、常用计算、报警信号、辅助功能和记录等模块，每个模块完成一定的控制与计算功能。

集成在回路处理器的还有顺序控制功能，它特别适用于批量控制处理，它的执行像一个逻辑图形，当一个事件发生时，就执行一步操作，可根据时间和事件触发来改变回路和逻辑参数或状态。

1.2网络与数据采集功能

高性能、模块化的监控网络控制系统。采用该系统能大大降低生产成本，并提高生产效率。系统规模配置灵活可靠，可选用服务器及网络冗余等功能。采用冗余数据库服务器和双局域网的高性能结构可大大地提高系统的安全性。 1.3报警管理功能

系统具有综合报警管理功能，可及时地将生产过程的非正常情况和系统运行的异常情况及时地通知操作员，在操作站的显示器上有专用报警及显示栏和报警汇总显示各种报警情况，并采用声光报警形式输出。 1.4 处方管理功能

处方管理具有“处方”和下装到指定的过程控制单元的功能，并可按要求将不同的处方链接成更大的处方，可使用处方项来设置配料值，设置报警极限，设置定时器或将设备投入

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正常的操作状态，根据不同的工部，可分别激活各个处方项。

2、控制方案

2.1进料量的控制：采用差压变送器测液位的变化来控制进料阀，设定液位平衡来自动控制进料量。有流量计记录。

2.2液位的控制：液位高度是随着出料、进料以及蒸发量的变化而变化的，由进料阀保证液位的恒定。

2.3压缩机过载保护：压缩机电流与变频器连锁，电流过载时变频器调低转速予以保护。 2.4真空度的控制：由压力传感器、调节阀自动控制。

第五部分 电仪描述

1 电气控制

1.1 该工程容量48.6KW；

1.2 电源总线结构为三相四线制，动力电源电压为380V，控制线路电压为220V。建议采用备用电源，两条线路供电结构确保工艺要求。

1.3 380V动力配电屏选用MNS抽屉型。配电屏内部线选用BV型0.5千伏铜芯聚氯乙烯电线；出线电缆选用VV型（3芯）1千伏铜芯聚氯乙烯电缆；出线控制电缆选用KVV型（多芯）0.5千伏铜芯聚氯乙烯电缆。

1.4采用XQJ—P托盘式电缆桥架和穿管明敷、暗敷相结合方式走线，且高压，低压以及仪表控制线架桥独立铺设。

1.5起动运行方式：22KW及以上电机采用变频器起动，22KW以下电机采用直接起动。 1.6控制方式：根据工艺流程及有关专业要求采用基于PLC的过程集中控制系统PCS。编制程序文件（其中包括过程控制、动作联锁、逻辑控制、报警、报表打印和工艺点的棒图、趋势图及历史数据的处理等），可实现操作室和现场两地控制。总控制室的操作员及工程师站可控制设备的开停及各个工艺点信号并能模拟显示现场的工作状态。

1.7各控制站点与操作员及工程师站通过工业以太网相联，这样便于系统集中监控、管理及调整。

2 防雷接地

2.1该工程建构筑物按照国家有关设计规范86D563设置防雷措施。配电系统和防雷系统的接地采用联合接地装置。接地电阻≤4欧。

3 车间照明及其他

3.1照度设计：各照明区根据工厂照明设计有关规定布局。

3.2照明电压：照明电压为220伏，应急照明和局部照明电压为24伏。

3.3灯具：生产车间灯具采用高强气体放电灯（高压钠灯、金属卤化物灯、荧光高压汞灯）

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4 控制方式

4.1生产车间照明在各车间分层分区控制。线路选用BV型0.5千伏铜芯塑料电线穿管明敷相结合。

4.2配置其他辅助设备的电源插座箱。

第六部分 投资预算

1、设备清单及报价

名称 规格 单位 数量 材质 单价 /万元 静设备 1 闪蒸罐 Φ1000*1500 座 1 304 2.4 2 预热器 S=5m2 座 1 304 0.6 3 蒸发换热器 板式，S=90m2 座 1 304 5.0 4 闪蒸换热器 板式，S=20m2 座 1 304 1.0 4 蒸发分离器 Φ1200*2000 座 1 304 4 5 冷凝水罐 Φ1000*1500 座 1 304 3 6 浓缩槽 Φ600*1000 座 1 304 1 动设备 7 蒸汽压缩机 Q=1000kg/h, N=37kw 台 1 碳钢镀镍 11 8 循环泵 Q=50m3/h, H=10m,N=7.5kw 台 1 304 1.5 Q=1.2m3/h, 9 进料泵 H=20m, 台 1 304 0.7 N=0.75kw Q=1.2m3/h, 10 冷凝水泵 H=20m, 台 1 304 0.6 N=0.75kw Q=1m3/h, 11 出料泵 H=20m, 台 1 304 0.8 N=0.55kw 真空泵 N=1.5kw 台 1 304 0.5 12 电气 4.0 13 仪表自控阀 4.0 14 阀门 3.0 15 管道 4.0 16 安装调试 6.0 17 工艺设计 0.0 地址/Add：山东省章丘市相公庄镇北工业园 电话/Tel：0531-83528088 传真/Fax：0531-83528077 1 2

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本报价不含预处理和盐过滤装置。

运输 合计 1.0 54.1 设备投资 ： 54.1 万元

2、运行费用

MVR装置的用电消耗,包括蒸汽压缩机、循环泵、进料泵、冷凝水泵和出料泵等，如表3所示。

表3 MVR的用电消耗 装机容量 工作容量 耗电量 折蒸发吨水耗电量

kw kw kw kw 量 48.6 46.55 41.9 41.9 备注 用电系数取0.9 每蒸1.0吨水的公用工程消耗如下表4所示。

表4 主要公用工程消耗和成本

电 开车和补充蒸汽 合计 单位 kwh t 数量 41.9 0.02 单价（元） 成本（元） 0.8 33.52 220 4.4 37.92

可见，每蒸发1吨水的运行成本为37.92元，能耗很有竞争力。

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第七部分 质保及售后

1、系统质保

1.1压缩机部分：

设计使用年限10年。质保12个月。12个月内，出现质量问题免费维修或更换，12个月后设备出现问题，费用由需方承担，供方随叫随到提供有偿维修服务。 1.2加热器部分：

设计使用年限10年。12个月内，出现质量问题免费维修或更换，12个月后设备出现问题，费用由需方承担，供方随叫随到提供有偿维修服务。 1.3分离器部分：

设计使用年限10年。12个月内，出现质量问题免费维修或更换，12个月后设备出现问题，费用由需方承担，供方随叫随到提供有偿维修服务。 1.4料泵部分：

除机械密封外，一年内，如出现质量问题免费维修或对其故障部位进行更新。 1.5电器部分：

一年内，如发现质量问题由我公司免费维修或对其故障部位进行更新。 1.6阀门部分：

一年内，如发现质量问题由我公司免费维修或对其故障部位进行更新。

2、系统售后

2.1按用户要求定期到需方现场进行质量检查，及时解决相关的技术问题。 2.2承担规定的产品技术规范条件中明确的产品责任。

2.3可负责合同设备的安装、调试、运行的全过程，并派工程技术人员到现场指导安装调试工作。

2.4对非供方责任造成的设备损坏，优先提供配件和修理服务。 2.5我方对用户长期提供主设备易损件供应服务。

2.6设备如发生质量问题，可按用户需求24小时内派技术人员到现场解决问题。 2.7合同签订后，与业主协商分批次对业主相关人员进行技术培训。 2.8以水带料试运行，指导业主相关人员实际上岗培训。

2.9对用户如何使用产品进行免费培训，并向用户提供产品使用、维修保养等方面的技术资料。培训以理论和实际操作相结合的方式进行，偏重以实际操作培训为主。

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