在工业废水和矿物加工中,氯化钾常与氯化钠等盐类共存,传统分离工艺能耗高、效率低。机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发技术通过回收二次蒸汽潜热,实现能源梯级利用,成为氯化钾分盐领域的解决方案。本文系统解析MVR蒸发器在氯化钾分盐中的工艺原理、技术优势及实际应用。
一、MVR蒸发器分盐原理
氯化钠与氯化钾在水中的溶解度受温度影响,氯化钠溶解度随温度变化平缓,而氯化钾溶解度随温度升高增加。MVR蒸发器利用这一特性,通过高温蒸发优先析出氯化钠,再通过降温结晶分离氯化钾,实现“高温析钠、低温析钾”的分质结晶。
高浓度盐溶液沸点升高特性,MVR系统采用分级压缩技术。压缩机将二次蒸汽压缩至90℃用于初始蒸发,随着溶液浓度升高,引入二级压缩机将蒸汽温度提升至100℃以上,维持有效传热温差避免因沸点升高导致的传热效率下降。
二、MVR蒸发结晶系统工艺流程
MVR 蒸发器采用了机械蒸汽再压缩技术,将蒸发过程中产生的二次蒸汽进行压缩,使其压力和温度提升,然后重新作为热源返回蒸发器。
待处理的含氯化钾混合盐溶液经预热器加热至接近沸点,进入蒸发室,在蒸发室内,料液通过与加热室的换热,快速汽化产生二次蒸汽,溶液浓度逐渐升高,二次蒸汽被蒸汽压缩机吸入,经机械压缩后温度升高、压力增加,成为高温高压蒸汽,压缩后的蒸汽进入加热室,释放热量用于加热新进入的料液,自身冷凝为冷凝水,浓缩后的氯化钾溶液达到过饱和状态,进入结晶器形成晶体,再经离心分离、干燥后得到高纯度氯化钾产品。
相比传统多效蒸发器,MVR 蒸发器能耗降低更多,需消耗压缩机的电能,无需持续供应生蒸汽;通过自动化控制系统调节压缩机转速、料液流量及温度,可控制蒸发速率,避免局部过热导致的盐垢结焦。
