项目背景
当前蒸发行业节能技术面临结垢、腐蚀等复杂工艺挑战。为突破这些局限,工业余热回收热泵蒸汽炉与多效蒸发器结合的新技术应运而生。该系统通过间接换热吸收多效蒸发器末效二次蒸汽的冷凝热量,利用压缩式冷媒热泵提供80~120℃可调温度的饱和蒸汽,用于首效加热,实现蒸汽冷凝水全回收。系统自动匹配首效蒸汽与末效二次蒸汽的温差,适应复杂工况,节能效果显著。与燃气锅炉等相比,该系统可降低能源运行费用和碳排放均超50%,兼具经济、社会和环境效益。它不仅适用于现有蒸发系统改造,还能为新建工艺提供廉价低碳热能,是工业废水处理的高效节能方案。本项目甲方扬州领煌科技有限公司座落在古城运河之畔,主要从事精密器件、镁合金、铝合金、整机等产品的研发、生产和销售。
甲方要求
甲方要求通过实施废水蒸发处理工艺,经济地进行DTRO 浓水废水脱COD和脱盐,系统蒸发吨水运行电费需控制在50元/T以内(平电价基准0.75元/KWH)。项目需对蒸发段处理工艺预处理和后处理工艺负责,并避免使用外购蒸汽以降低运行费用。
热泵系统配置
本项目针对电子行业阳极氧化电镀工艺废水的蒸发处理,采用工业余热回收热泵蒸汽炉与撬装三效板式蒸发器的组合工艺。废水来源包括含重金属盐的高盐废水(经DTRO系统处理,设计蒸发水量6T/h)以及含油、重金属盐及高氯离子的机加工电镀综合废液(设计蒸发水量6T/h)。项目共采用4套撬装三效板式蒸发器,每套蒸发水量为3T/H,对物化沉淀后的废水进行蒸发减量处理。其中两套换热器采用316L材质,另两套换热器采用Ti1材质以满足防腐要求。
每套3T/H蒸发量的三效蒸发器配置1.2T/H的工业余热回收热泵蒸汽炉,热泵模块采用R245fa冷媒。循环闪蒸模块配备超低气蚀余量的高效循环泵,并设置非压力容器的闪蒸罐和冷凝水回收储罐。系统具备一键启动功能,实现全自动化运行及云平台数据记录,确保操作便捷性和运行稳定性。
设计方案
鉴于客户两股废水和腐蚀性条件,项目采用四套3T/h撬装板式三效蒸发器和易快普公司专利产品工业余热回收热泵蒸汽炉作为主体工艺设备,并按工业废水蒸发工艺对原水前处理和后处理整体设计工艺。每套设备设计效间总温差为45℃,首效100~119℃蒸汽来自高温热泵,末效产生的二次蒸汽经汽水板换降温后排出。废水经过预热板换加热后进入主蒸发器,首效蒸发产生的二次蒸汽作为热源进入二效蒸发器,二效蒸发产生的二次蒸汽作为热源进入三效蒸发器,实现多效蒸发处理。
实际使用效果
节能效果
项目采用工业余热回收热泵蒸汽炉三效蒸发技术,不消耗生蒸汽,电力用量为蒸发1吨水消耗60KWH电量。相比传统三效蒸发技术,每年为客户节省运行费用 657.3 万元(对比热电联产管道蒸汽)或825.3万元(对比燃气锅炉产蒸汽)。
环保减排效果
项目不消耗蒸汽,工业余热回收热泵蒸汽炉吨蒸汽碳排放按100Kg计,年度减少碳排放8803吨(对比热电联产管道蒸汽)或2923吨(对比燃气锅炉产蒸汽)。
用户评价
设备运行稳定,节能减排效果显著,客户实现了 “蒸汽只用点,费用省一半” 的运营目标。
投资回报期
本项目采用四套3T/h工业余热回收热泵蒸汽炉三效蒸发系统,相较于市政热电联产管道蒸汽三效蒸发系统,初始投资增加约700万元,设备折旧年限为10年。该系统每年为客户节省运行费用657.3万元,投资回报期仅为0.97年,经济效益显著。
此外,与燃气锅炉产蒸汽三效蒸发系统相比,本项目初始投资增加约600万元,设备折旧年限同样为10年。该系统每年为客户节省运行费用高达825.3万元,投资回报期仅为0.69年,进一步凸显了项目的经济优势和高效性。
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