一、第一部分 摘要

本方案由河北卓普設(shè)計并出具，用于硫酸鋅溶液蒸發(fā)結(jié)晶。

本方案采用的工藝為MVR雙級強制循環(huán)蒸發(fā)器蒸發(fā)，配用離心式蒸汽壓縮機組合成的壓縮機系統(tǒng)+單級結(jié)晶罐與預(yù)熱蒸發(fā)系統(tǒng)組成。

供貨范圍包括滿足MVR系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要的主要及輔助設(shè)備。其他方面，如土建、防腐等不包括在供貨范圍內(nèi)。具體的供貨范圍在下述供貨范圍章節(jié)進行了詳細描述；本案中的工程系統(tǒng)設(shè)計代表著卓普最新的技術(shù)。具體工程系統(tǒng)的描述見工程描述章節(jié)。

我公司保留著修改系統(tǒng)設(shè)計及范圍的最終權(quán)利，特別當關(guān)系到滿足技術(shù)要求的時候。

二、技術(shù)參數(shù)

物料名稱：含硫酸鋅溶液；

進料總量：10t/h；

進料溫度：85℃

進料濃度：25%（不穩(wěn)定）

溶液沸點升高：最終按8℃計算

蒸發(fā)量：5000+1000kg/h

蒸汽壓力：0.4Pa

蒸發(fā)系統(tǒng)需沉降去除鈣鎂離子

三、蒸發(fā)方式選擇

參數(shù)表

溶液沸點升高數(shù)據(jù)

（1）、原料液計量及進料

原料計量罐在正常生產(chǎn)期間，為整個MVR系統(tǒng)提供原料，在系統(tǒng)清洗時作為稀酸、堿或清洗劑進入系統(tǒng)的過程罐。

（2）、MVR蒸發(fā)器蒸發(fā)裝置

根據(jù)實際廢水的情況，我們采用強制MVR蒸發(fā)方式。根據(jù)原液的蒸發(fā)情況，濃縮到平衡飽和濃度，此時的沸點升高基本為8°，我們使用雙級強制循環(huán)的蒸發(fā)形式。蒸發(fā)能力大大增強，并且電機功率大大降低，保證設(shè)備長期穩(wěn)定的運行。

溶液雜質(zhì)暫不考慮其影響，根據(jù)要求，所以我們換熱管采用TA2材質(zhì)，二次汽與冷凝水部分采用2205材質(zhì)。

通過分析，我們采用了最經(jīng)濟方法來濃縮。該方案由強制循環(huán)蒸發(fā)器、氣液分離室，MVR壓縮機系統(tǒng)、自控系統(tǒng)組成。該方案不僅能節(jié)省蒸發(fā)器的運行成本，還能提高生產(chǎn)效率。

加熱器采用立式管殼換熱器，管程介質(zhì)為原料液，殼程介質(zhì)為壓縮后的二次蒸汽。由于蒸汽壓縮機的作用，它既是物料加熱器，同時也是二次蒸汽的冷凝器。

（3）、壓縮機單元

蒸汽壓縮機是MVR裝置的核心裝備。壓縮機的設(shè)計采取了數(shù)值仿真、計算機模擬和有限元分析等先進設(shè)計理念，輔以氣動模型實驗蒸汽壓縮機能夠長期穩(wěn)定運行。

壓縮機采用離心壓縮機。壓縮介質(zhì)為蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生的二次蒸汽，二次蒸汽經(jīng)離心壓縮后進入蒸發(fā)器單元的加熱器管程，并在那里發(fā)生相變，釋放熱量后轉(zhuǎn)變?yōu)槠嘤嗟牟糠终羝诮?jīng)過離心壓縮機進行壓縮進入二級降膜蒸發(fā)器進入二級加熱室殼程。

（5）、真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)由冷卻器、水環(huán)真空泵和氣液分離器組成。

水環(huán)真空泵具有吸氣均勻、工作平穩(wěn)可靠、操作簡單、維修方便等特點。

四、工藝流程說明

1. 進料：由泵打入蒸發(fā)預(yù)熱系統(tǒng)，進入一級強制循環(huán)蒸發(fā)器進行蒸發(fā)。

2、物料進入蒸發(fā)器后，與 100℃的蒸汽換熱，蒸發(fā)掉水分，產(chǎn)生85℃的二次蒸汽，蒸發(fā)濃縮液沸點升高為8°，濃縮液和二次蒸汽在分離器內(nèi)進行氣液分離，分離后溫度為 85℃的二次蒸汽進入離心壓縮機。

3、物料在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)掉水，形成85℃二次蒸汽，濃縮液和二次蒸汽在分離器內(nèi)進行氣液分離，分離后的二次蒸汽進入壓縮機進行升溫，升溫到100℃對強制循環(huán)蒸發(fā)器進行加熱。

4、為了保證其蒸發(fā)器內(nèi)不出現(xiàn)結(jié)晶堵管的情況，所以，物料循環(huán)量適當?shù)募哟蟆?

5、蒸發(fā)完成液進入稠厚器然后進行離心除鹽。

6、冷凝水收集后用泵排出系統(tǒng)外。

7、 原料液進入蒸發(fā)器后，和壓縮后升高的二次蒸汽進行換熱，MVR 系統(tǒng)達到熱平衡，此時僅需要少量外部的鮮蒸汽進行加熱，壓縮機來維持 MVR 系統(tǒng)的熱平衡。

8、壓縮機：根據(jù)熱力學(xué)原理，多變壓縮時介質(zhì)的出口溫度將有很大的提高。本壓縮機在對蒸汽進行壓縮后，理論上蒸汽的溫度將達到200℃。為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，本壓縮機設(shè)置有噴淋冷卻裝置，以保證壓縮機內(nèi)部任何地方溫度均不超過120℃。

五、控制描述

大規(guī)模蒸發(fā)濃縮生產(chǎn)，單憑經(jīng)驗和經(jīng)典的試驗數(shù)據(jù)來控制生產(chǎn)，已遠遠不能適應(yīng)時代需要，對自動化的要求，已不再是要求接近給定值，而是要求尋找目標值，從而實現(xiàn)整個工程系統(tǒng)化控制。要求整個過程時間最短、能耗最省、產(chǎn)量，實現(xiàn)這樣的目標，可以使生產(chǎn)達到最理想的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗水平從而可以獲得的投入產(chǎn)出效益。

應(yīng)用計算機的原理：通過傳感器測定各種狀態(tài)變量，取得蒸發(fā)器內(nèi)各個時間內(nèi)狀態(tài)變化的情況，經(jīng)計算及綜合分析，再將其中結(jié)果作為反饋調(diào)節(jié)的信號，通過自動控制裝置把溫度、濃度等條件控制在生產(chǎn)要求范圍內(nèi)，使得生產(chǎn)穩(wěn)定可靠地進行。

本次設(shè)計中DCS具有的功能

1.1控制功能

提供了連續(xù)控制、順序控制、邏輯控制、數(shù)據(jù)采集和通訊等功能。

連續(xù)控制功能包括回路調(diào)節(jié)、設(shè)定程序、處方、梯形邏輯、算術(shù)運算、常用計算、報警信號、輔助功能和記錄等模塊，每個模塊完成一定的控制與計算功能。

集成在回路處理器的還有順序控制功能，它特別適用于批量控制處理，它的執(zhí)行像一個邏輯圖形，當一個事件發(fā)生時，就執(zhí)行一步操作，可根據(jù)時間和事件觸發(fā)來改變回路和邏輯參數(shù)或狀態(tài)。

1.2網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集功能

高性能、模塊化的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。采用該系統(tǒng)能大大降低生產(chǎn)成本，并提高生產(chǎn)效率。系統(tǒng)規(guī)模配置靈活可靠，可選用服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)冗余等功能。采用冗余數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和雙局域網(wǎng)的高性能結(jié)構(gòu)可大大地提高系統(tǒng)的安全性。

1.3報警管理功能

系統(tǒng)具有綜合報警管理功能，可及時地將生產(chǎn)過程的非正常情況和系統(tǒng)運行的異常情況及時地通知操作員，在操作站的顯示器上有專用報警及顯示欄和報警匯總顯示各種報警情況，并采用聲光報警形式輸出。

1.4 處方管理功能

處方管理具有“處方”和下裝到的過程控制單元的功能，并可按要求將不同的處方鏈接成更大的處方，可使用處方項來設(shè)置配料值，設(shè)置報警極限，設(shè)置定時器或?qū)⒃O(shè)備投入正常的操作狀態(tài)，根據(jù)不同的工部，可分別激活各個處方項。

控制方案

2.1進料量的控制：采用差壓變送器測液位的變化來控制進料閥，設(shè)定液位平衡來自動控制進料量。有流量計記錄。

2.2液位的控制：液位高度是隨著出料、進料以及蒸發(fā)量的變化而變化的，由進料閥保證液位的恒定。

2.3壓縮機過載保護：壓縮機電流與變頻器連鎖，電流過載時變頻器調(diào)低轉(zhuǎn)速予以保護。

2.4真空度的控制：由壓力傳感器、調(diào)節(jié)閥自動控制。

六、設(shè)備清單及報價

七、 能耗表：

壓縮機裝機功率：220kw,噸水裝機功率：60kwh/t水,實際電耗：53kwh/t水（不含輔助機泵離心機等）

冷卻循環(huán)水耗量：50t/h

蒸汽補充量：150kg/h