一、系统定位与适用场景
无水硫酸钠MVR蒸发结晶系统，专用于处理工业副产硫酸钠废水、盐湖卤水提钠及井盐溶卤制元明粉工艺，实现硫酸钠资源化回收与零排放。
适用场景：
工业副产硫酸钠废水（如化工、制药行业）
盐湖卤水提钠（NaCl-Na?SO?二元体系）
井盐溶卤生产高纯元明粉（Na?SO?纯度≥98%）
二、硫酸钠溶液特性与工艺适配性
溶液特性分析
中性环境：pH值6-8，腐蚀性低（设备材质选择范围宽）。
低沸点升高：饱和溶液沸点升仅3℃（传统多效蒸发需多级，MVR优势显著）。
杂质敏感性：
高Cl?环境：需拓展NaCl-Na?SO?三元分离工艺，产双盐。
有机物/碱性条件：影响晶体粒度与起沫风险。
关键工艺挑战
晶体粒度控制：杂质或碱性条件下易生成细小晶体（＜50μm），导致蒸发器内起沫。
泡沫夹带风险：泡沫进入压缩机引发叶轮冲击、结垢，威胁设备安全。
三、核心工艺设计与优化策略
工艺流程架构
根据来料浓度与杂质特性，采用分级蒸发策略：
工况类型及工艺流程
纯净高浓度（＞25%） 单级强制循环蒸发结晶（短流程、低能耗）
纯净低浓度（＜15%） 降膜蒸发+强制循环蒸发（降膜段高效浓缩，强制循环段防结晶）
高沸点升（ΔT＞5℃） 多级蒸发公用压缩机（如三级蒸发，压缩机变频调节分配蒸汽）
大处理量（＞50t/d） MVR一段双效+二段强制循环（一段降膜高效浓缩，二段强制循环处理高沸点升母液）
关键技术突破
晶体粒度优化
晶种添加系统：
在强制循环蒸发器入口投加晶种（粒径100-200μm），诱导晶体生长。
动态控制晶种添加量（5-10g/L），匹配蒸发速率。
流速与过饱和度控制：
强制循环泵流速≥1.5m/s，避免局部过饱和度过高。
蒸发温度控制在85-95℃，平衡溶解度与沸点升。
防沫与消泡设计
消泡剂自动注入：
在线监测泡沫高度，联动注入聚醚类消泡剂（用量0.1-0.5ppm）。
设备结构优化：
蒸发室顶部设置消泡挡板，减少泡沫夹带。
压缩机入口增设旋风分离器，拦截＞5μm的液滴。
杂质兼容性设计
预处理单元：
高Cl?工况：增设钠离子交换树脂塔，降低Cl?含量（＜1%）。
有机物工况：采用活性炭吸附+UV氧化，COD降至100mg/L以下。
分级蒸发控制：
一级蒸发控制Na?SO?浓度至80%饱和度，二级蒸发完成结晶。
四、设备选型与材质方案
蒸发器类型选择
级别 类型 选型依据
一级 降膜蒸发器 低浓度（＜15%）、无结晶析出时优先降膜（传热系数高，节能）。
二级 强制循环蒸发器 高浓度（＞25%）、高沸点升工况，强制循环避免管壁结垢。
压缩机选型
类型：高速离心式压缩机（带变频调节）
优势：
适应大流量（10-100t/h）、中低压缩比（1.15-1.3）。
节能效率比罗茨式高20%，年运行成本降低约25%。
材质方案
接触物料部分：
纯净工况：316L不锈钢（经济性优）。
高Cl?/有机物工况：钛材（TA2）或哈氏合金（C-276）。
非接触部分：碳钢防腐涂层（环氧树脂+玻璃鳞片）。
五、系统性能参数
指标 性能数据
处理量 10-200t/d（可扩展）
进水Na?SO?浓度 5-30%
出水TDS ＜500mg/L（可定制零排放）
蒸汽消耗 0.12kg蒸汽/kg水（传统多效的25%）
电耗 40-60kWh/t水（含压缩机）
晶体粒度 100-300μm（可控）
Na?SO?纯度 ＞99%（符合GB/T 6009-2014一级标准）
六、应用案例与效果
案例1：盐湖卤水提钠项目
原水水质：Na?SO? 20%，NaCl 5%，TDS 250g/L。
系统配置：
预处理：钠离子交换树脂塔（除Cl?）。
蒸发：降膜蒸发器+强制循环蒸发器，公用一台离心式压缩机。
运行效果：
年产元明粉15万吨，纯度高。
吨水处理成本降低35%（相比多效蒸发）。
案例2：化工副产硫酸钠废水
原水水质：Na?SO? 12%，COD 3000mg/L，pH 9.5。
系统配置：
预处理：活性炭吸附+pH调节（pH降至7.0）。
蒸发：单级强制循环蒸发器+晶种添加系统。
运行效果：
晶体粒度提升至200μm以上，泡沫高度降低80%。
压缩机运行稳定，无结垢或叶轮冲击现象。
七、系统优势总结
高效节能：MVR技术比传统多效蒸发节能70%以上。
晶体可控：通过晶种添加与流速控制，实现粒度100-300μm可调。
环保兼容：适应高Cl?、高有机物、高pH等复杂水质。
资源回收：产出高纯元明粉（符合国标一级），副产氯化钠（可选）。
通过工艺更新与设备优化，该系统为硫酸钠废水处理提供了高经济性、高安全性的解决方案，尤其适用于盐湖资源开发及工业副产盐资源化领域。