两效MVR工艺在制硝生产中的应用

何军 张春太 余建兵

四川省洪雅青衣江元明粉有限公司，中国·四川 眉山 620360

1 引言

随着科学技术的不断进步和设备装备水平的不断提高，通过借鉴制盐生产技术的理论数据和实践应用，中国四川省洪雅青衣江元明粉有限公司开始探索将机械热压缩技术应用在元明粉生产工艺中。

我司于1996年和2003年分别建成两条每年共产50 万t的ME 元明粉生产线，各配套一台75T/h 循环流化床锅炉。着眼于城市规划调整和公司发展需要，公司需将生产线整体搬迁重建，经过多地考察和多方面论证比较，于2018年建成中国首条产量达40 万t/年的两效MVR（机械式蒸汽再压缩：mechanical vapor recompression）工艺生产线在中国元明粉行业首次将该工艺应用到元明粉生产中。

随着中国压缩机生产厂家在大吨位、高温升蒸汽压缩机的生产技术的逐步成熟（目前，市面最大压缩量可达到202t/h，温升最高达到21℃），压缩机在制盐和其他相似行业已成功投入实际应用。同时，其21℃的温升满足制硝两效间的传热温差需求。可见，理论研究的可行性和设备改造的可操行均对两效MVR 工艺在制硝生产上应用提供了保障。

2 两效MVR 工艺简介

两效MVR 工艺，即机械式蒸汽再压缩工艺，其原理是通过利用二效蒸发罐中产生的二次蒸汽，经压缩机压缩，提高蒸汽的压力、温度，热焓增加，再输送到一效蒸发罐的加热室作为加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态并产生二次蒸汽，如此循环。

2.1 两效MVR 工艺流程

两效MVR 工艺流程具体如图1所示。

图1 两效MVR 工艺流程简图

2.2 流程简述

净化后的硝水泵入换热器预热，与来自离心机的滤液混合后进入EV-201 蒸发罐进行蒸发浓缩，浓缩后的料液和少量结晶泵入EV-202 蒸发罐，EV-201 蒸发罐产生的二次蒸汽进入EV-202 加热室换热，冷凝水进入二效冷凝水桶，EV-202 蒸发罐产生的二次蒸汽通过洗涤除沫进入压缩机压缩，消除过热度后进入EV-201 加热室换热，冷凝水进入一效冷凝水桶，再流入二效冷凝水桶混合后作为系统预热热源，与精硝水换热后排入净化车间。硝水在EV-202 蒸发罐内蒸发结晶，硝腿析出的硝经淘洗后泵入离心系统脱水，湿硝经干燥后形成产品计量包装入库[1]。

3 两效MVR 工艺与五效ME 工艺的比较分析

3.1 设备设施数量精简，用地成本显著下降

在工程用设备设施需求方面，五效ME 真空蒸发系统与同规模的两效MVR 工艺系统相比，需多建设热电站、输煤系统、储煤场地，同时，制硝系统也对循环水冷却系统（真空系统使用，含冷却塔等）有更多要求。具体来看，五效ME 系统需建设5 套蒸发罐，而同规模两效MVR 系统只需建设2 套蒸发罐。从公司实际项目建设来看，原五效ME 生产系统占地约100 亩，两效MVR 生产系统占地仅20 余亩，大大减少了土地占用，降低了企业用地成本，提升了集约集中生产能力。

3.2 工艺流程简洁高效，自动化操作保安全

两效MVR 工艺系统具有流程简洁高效、安全性强的特点。与五效ME 工艺系统相比较，其减少了部分中间转料、排料的设备和阀门管道，进而减少了人为操作或设备故障引起的生产中断。两效MVR 系统全系统采用DCS 自动控制调节，在运行控制参数给定后，整个运行周期设备和运行状态保持平稳，基本无变化，运行人员的主要工作也只是巡查设备，大大降低了员工的劳动强度，实现了生产操作自动化。同时，采用DCS 控制系统后，整个生产系统完全排除了人为失误而造成的生产故障。相较之，五效ME 工艺的真空系统要受到环境温度的影响，操作参数需根据系统变化随时调整，这要求现场的技术人员和管理人员要有相应的经验和技术能力，否则就易因操作原因导致产量下降甚至造成设备或生产事故。

3.3 绿色生产节能环保，社会经济效益倍增

在社会效益方面，采用机械热压缩两效MVR 工艺系统制硝，可实现热能的循环利用，大幅降低能源消耗。通过提升二次蒸汽的热焓，在只消耗电能，不消耗生蒸汽的情况下，实现了二次蒸汽的重复利用，蒸发硝水，实现了节能生产目的。同时，因为不消耗生蒸汽（开车除外），减少了热电站的烟气、污水、废渣等污染物对环境的污染，实现了大气污染零排放和绿色生产目的。可见，两效MVR工艺可节约能源、保护环境，符合国家节能、减排的产业政策，具有良好的社会效益。在经济效益方面，两效MVR 工艺与同等规模五效ME 工艺相比，经济性能优越，根据公司20 多年的实际运行数据比较，单位产品能耗大大降低，如表1所示。

表1 单位产品能耗表

经计算，两效MVR 工艺单位能耗为66.729kgce/T 产品，五效ME 工艺单位能耗为145.9kgce/T 产品。可见，相同规模、同等产能情况下，两效MVR 系统单位能耗远低于五效ME系统能耗，自然其生产成也本大大降低[2]。

4 结语

通过对两效MVR 工艺系统与五效ME 工艺系统的比较，两效MVR 制硝工艺具有能源消耗低、节能减排优、自动化水平高等显著特点。通过选择先进的机械热压缩制硝MVR工艺系统，可很好地解决目前因煤价上涨造成生产成本升高的制约，同时又减轻环保压力，实现了清洁生产、绿色生产，积极响应了中国共产党中央委员会“绿水青山”的生态建设理论和有力号召的同时，企业成本也降低了，经济效益得到提高。因此，在制硝生产中采用两效MVR 工艺是可行可及可操的。