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摘要：本文主要介绍60万吨/年国内MVR制盐工艺成套节能设备的研制，攻克了设备设计和制造过程中的诸多关键技术壁垒，实现了工艺技术创新，为今后MVR制盐工艺成套节能设备的设计制造提供一定的技术支撑。
关键词：结晶器;MVR制盐技术;胀接;变流板;除雾器;钛钢复合板;盐腿;
前言
制盐工业在国民经济中占有重要的经济地位，是我国国民经济的重要组成部分，中国的制盐工业已列居世界第一，但是制盐工业发展随之也给我国带来了高污染、高能耗。随着我国能源政策的改变，“节能减排”已成为各大制盐企业的工作重点，因此制盐工业领域急需高效节能的工艺技术。
1. 机械压缩（MVR）制盐技术的发展历程
国外机械压缩（MVR）制盐经历了一个多世纪的发展，1824年卡诺首先提出热力学循环理论，1852年开尔文提出具体MVR的设计思想，1917年德国卡塞伊索达制造厂首次把热泵应用于工业生产中，20世纪30年代瑞士一家公司克服蒸汽在压缩上的难点，使MVR制盐技术迅速发展，目前国外大部分生产精制盐都采用该项技术。美国德克萨斯州卤水公司为满足新建氯碱化工厂对高纯度盐的需求而建立的80万吨/ 年热压制盐项目，投产使用后，拥有当时世界最大的单级MVR蒸发制盐结晶器。随着MVR的发展，MVR制盐技术在国外得到了广泛的应用，实践证明MVR制盐是一种非常可靠的制盐技术，国际先进公司已经将未经净化处理的石膏型卤水直接制盐的优势与MVR制盐技术的优势结合，这也将是未来MVR制盐技术的发展的新趋势。
2. 机械压缩（MVR）制盐技术的发展现状
国内机械压缩（MVR）制盐的工艺发展迟缓，目前国内卤水不净化石膏晶种法的制盐工艺多采用多效蒸发技术，该工艺生蒸汽供首效蒸发用，各效生产的二次蒸汽（末效除外）均可供下一效在此利用，末效产生的二次蒸汽通过降温排除蒸发系统，蒸汽可重复利用，但多效蒸发中首效需要供给生蒸汽，末效没有形成二次蒸汽的一个循环使用，直接影响生产精制盐的效率、质量和费用。我国利用MVR技术进行制盐起始于1984年，四川省张家坝制盐化工厂引进10万吨/ 年热压制盐装置，但由于国内计划经济，该装置并没有发挥应有的效益，但是仍显现出MVR制盐的技术先进、产品质量高，节能明显等优点，为日后建设积累了经验，统一了认识。近年来，全国的井矿盐生产快速崛起，我国制盐装置能力的不断大型化，热电联产系统问题突出，制盐企业在探寻新的经济运行模式，从长远发展来看，引进和消化吸收MVR制盐技术，并将MVR制盐技术关键设备国产化，降低制盐企业成本，减少投资，不受制于国外的技术和设备，是未来中国制盐领域发展的必然趋势。
3. 内容和目标
我公司开发研制的60万吨/ 年制盐工程MVR制盐工艺技术成套节能设备是国际先进的卤水不净化石膏晶种法MVR强制循环制盐工艺核心设备，是我国单套产能最大的制盐设备，填补了国内空白。该项目主要从设备的设计计算、材料选择、结构设计、制造与焊接工艺等几方面进行研究与开发，形成一套完整的设计、制造工艺方案，形成自主知识产权。
4. 完成情况介绍
4.1 成果
项目组通过对设计制造过程中的诸多关键问题进行了多次试验，攻克了60万吨/ 年制盐工程MVR制盐工艺技术成套节能设备技术壁垒，并实现了工艺技术创新，成功的完成了60万吨/ 年制盐工程MVR制盐工艺技术成套节能设备的开发与研制。该项技术研究获得技术参数较为全面，符合技术指标要求，工艺技术基本达到了成熟状态，为下一步的扩大生产规模提供了有力的基础。
4.2 结晶器创新点
4.2.1 设备选材
本设备内部介质含有139℃的高浓度NaCl溶液，在此工况下，不锈钢材料已经无法满足设备使用要求，经过挂片试验证明，普通的纯钛材料TA2也不能满足要求，而钛钼镍合金（TA10）具有较好的耐蚀性能，由于TA10材料价格高，成本大。在保证设备安全可靠运行的前提下，最大限度的最约成本，减小贵重金属的材料用量，本设备主要部件如筒体、封头、锥体等均选用TA10+Q345R（钛合金+ 碳钢）的复合板，设备的强度与刚度由Q345R（碳钢）部分来保证，而耐蚀性能由TA10部分来保证。
4.2.2 设备内部结构
本设备内部结构复杂且内件较多，包括除雾装置、冲洗装置、物料进口的分流装置、内部格栅、盐腿等，内件质量较重，考虑到较大重量内件如果直接焊接到复合板的复层上，当设备运行时，有可能会出现内件将复层撕裂而导致内件脱落的风险，为改善内件与复合板的连接处的受力状况，经过试验及计算，对于内件与复合板的连接处加入一定数量的塞钉结构，将塞钉与复合板的基层相连接，以增加内件与复合板的连接强度，增强设备运行时的内件的稳定性。
4.2.3 溶液进口、溶液出口結构
本设备在溶液进口处增加了分流结构，使溶液进口处截面积扩大，降低了溶液的流速，并配有分流板及变流板，分流板及变流板使进口处溶液形成多股并以一定角度进入容器，使其发散分布;在溶液出口处增加了出口格栅，可以阻挡容器内形成的结晶体进入相连管道，提高了连接管道中的循环泵的使用寿命。分流板及变流板的复杂曲面，采用三维展开放样技术，实现下料成型，保证图纸尺寸要求。
4.2.4 盐腿及多功能格栅结构 本设备在盐浆出口上部设置了多功能格栅及盐腿，其具有改变晶浆溶液流向、并使晶浆溶液分布均匀、减缓晶浆溶液下沉速度及延长晶浆溶液结晶时间、破碎大块的结晶体及防止晶浆溶液下沉过程中形成旋涡等功能，提高了本设备的结晶效果。
4.3 结晶器换热器
结晶器换热器体型很大，巨大的尺寸和自重给制造、检测、运输、安装都提出了很高的要求。结晶器换热器换热管数量很多，达5400根，换热管与管板的连接质量是换热器整体质量的重要标志。换热管与管板连接方式有胀接、焊接、胀焊并用三种方式，胀接工艺技术是换热器制造技术的关键。本设备换热管管壁较薄且换热管与管板连接处会存在间隙腐蚀，管束在蒸汽冲击下会有较大振动，对管头胀接质量要求非常高。通过理论计算和试验，为避免换热管与管板连接处的间隙腐蚀以及减轻管束在蒸汽冲击下的振动，为避免换热管管壁因过度胀接而产生不可逆的损伤，本设备改良了常规强度胀接的管孔槽尺寸与结构，换热管与管板连接处采用了密纹槽强度胀接结构，并通过多次胀接试验，得到了更加合理的胀接参数，既保证了换热管与管板之间的胀接强度和密封性能，又极大的降低了胀接力对换热管管壁的损伤，保证了设备质量。
5. 经济社会效益
该项目的研制成功，打破了该设备国内只能依赖进口的局面，实现了国产化首台套，提高制盐业工艺技术装备水平，推动了MVR制盐技术在我国的发展和推广，促进了盐业的发展。
6. 结语
日益严苛的环保政策也开始陆续执行，这对我国广大盐企来说，可谓机遇与挑战并存.近年来，以机械压缩（MVR）制盐技术为主的生产工艺在盐化工领域的不断应用逐渐让人们找到了一条节能降耗的新路，相信本项目将以典型用户进行宣传，通过在用户现场召开应用经验交流会的形式来拓展我们的客户群;选择和利用相关行业年会，在特定的用户中有针对性地进行产品的宣传和市场推广活动;通过互联网（本公司网站、专业网站）、行业报纸、杂志等加强典型案例的宣传活动。为该技术的推广应用奠定坚实基础。
参考文献：
[1] 张经纬，MVR工艺技术在盐化工领域面临的机遇与挑战.中盐工程技術研究院有限公司，2018-01-01年 010期.
[2] 陈留平，年产60万吨真空盐项目制盐工程方案综述.中盐金坛盐化有限责任公司，2005-01-01年，006期.
关键词：结晶器;MVR制盐技术;胀接;变流板;除雾器;钛钢复合板;盐腿;
前言
制盐工业在国民经济中占有重要的经济地位，是我国国民经济的重要组成部分，中国的制盐工业已列居世界第一，但是制盐工业发展随之也给我国带来了高污染、高能耗。随着我国能源政策的改变，“节能减排”已成为各大制盐企业的工作重点，因此制盐工业领域急需高效节能的工艺技术。
1. 机械压缩（MVR）制盐技术的发展历程
国外机械压缩（MVR）制盐经历了一个多世纪的发展，1824年卡诺首先提出热力学循环理论，1852年开尔文提出具体MVR的设计思想，1917年德国卡塞伊索达制造厂首次把热泵应用于工业生产中，20世纪30年代瑞士一家公司克服蒸汽在压缩上的难点，使MVR制盐技术迅速发展，目前国外大部分生产精制盐都采用该项技术。美国德克萨斯州卤水公司为满足新建氯碱化工厂对高纯度盐的需求而建立的80万吨/ 年热压制盐项目，投产使用后，拥有当时世界最大的单级MVR蒸发制盐结晶器。随着MVR的发展，MVR制盐技术在国外得到了广泛的应用，实践证明MVR制盐是一种非常可靠的制盐技术，国际先进公司已经将未经净化处理的石膏型卤水直接制盐的优势与MVR制盐技术的优势结合，这也将是未来MVR制盐技术的发展的新趋势。
2. 机械压缩（MVR）制盐技术的发展现状
国内机械压缩（MVR）制盐的工艺发展迟缓，目前国内卤水不净化石膏晶种法的制盐工艺多采用多效蒸发技术，该工艺生蒸汽供首效蒸发用，各效生产的二次蒸汽（末效除外）均可供下一效在此利用，末效产生的二次蒸汽通过降温排除蒸发系统，蒸汽可重复利用，但多效蒸发中首效需要供给生蒸汽，末效没有形成二次蒸汽的一个循环使用，直接影响生产精制盐的效率、质量和费用。我国利用MVR技术进行制盐起始于1984年，四川省张家坝制盐化工厂引进10万吨/ 年热压制盐装置，但由于国内计划经济，该装置并没有发挥应有的效益，但是仍显现出MVR制盐的技术先进、产品质量高，节能明显等优点，为日后建设积累了经验，统一了认识。近年来，全国的井矿盐生产快速崛起，我国制盐装置能力的不断大型化，热电联产系统问题突出，制盐企业在探寻新的经济运行模式，从长远发展来看，引进和消化吸收MVR制盐技术，并将MVR制盐技术关键设备国产化，降低制盐企业成本，减少投资，不受制于国外的技术和设备，是未来中国制盐领域发展的必然趋势。
3. 内容和目标
我公司开发研制的60万吨/ 年制盐工程MVR制盐工艺技术成套节能设备是国际先进的卤水不净化石膏晶种法MVR强制循环制盐工艺核心设备，是我国单套产能最大的制盐设备，填补了国内空白。该项目主要从设备的设计计算、材料选择、结构设计、制造与焊接工艺等几方面进行研究与开发，形成一套完整的设计、制造工艺方案，形成自主知识产权。
4. 完成情况介绍
4.1 成果
项目组通过对设计制造过程中的诸多关键问题进行了多次试验，攻克了60万吨/ 年制盐工程MVR制盐工艺技术成套节能设备技术壁垒，并实现了工艺技术创新，成功的完成了60万吨/ 年制盐工程MVR制盐工艺技术成套节能设备的开发与研制。该项技术研究获得技术参数较为全面，符合技术指标要求，工艺技术基本达到了成熟状态，为下一步的扩大生产规模提供了有力的基础。
4.2 结晶器创新点
4.2.1 设备选材
本设备内部介质含有139℃的高浓度NaCl溶液，在此工况下，不锈钢材料已经无法满足设备使用要求，经过挂片试验证明，普通的纯钛材料TA2也不能满足要求，而钛钼镍合金（TA10）具有较好的耐蚀性能，由于TA10材料价格高，成本大。在保证设备安全可靠运行的前提下，最大限度的最约成本，减小贵重金属的材料用量，本设备主要部件如筒体、封头、锥体等均选用TA10+Q345R（钛合金+ 碳钢）的复合板，设备的强度与刚度由Q345R（碳钢）部分来保证，而耐蚀性能由TA10部分来保证。
4.2.2 设备内部结构
本设备内部结构复杂且内件较多，包括除雾装置、冲洗装置、物料进口的分流装置、内部格栅、盐腿等，内件质量较重，考虑到较大重量内件如果直接焊接到复合板的复层上，当设备运行时，有可能会出现内件将复层撕裂而导致内件脱落的风险，为改善内件与复合板的连接处的受力状况，经过试验及计算，对于内件与复合板的连接处加入一定数量的塞钉结构，将塞钉与复合板的基层相连接，以增加内件与复合板的连接强度，增强设备运行时的内件的稳定性。
4.2.3 溶液进口、溶液出口結构
本设备在溶液进口处增加了分流结构，使溶液进口处截面积扩大，降低了溶液的流速，并配有分流板及变流板，分流板及变流板使进口处溶液形成多股并以一定角度进入容器，使其发散分布;在溶液出口处增加了出口格栅，可以阻挡容器内形成的结晶体进入相连管道，提高了连接管道中的循环泵的使用寿命。分流板及变流板的复杂曲面，采用三维展开放样技术，实现下料成型，保证图纸尺寸要求。
4.2.4 盐腿及多功能格栅结构 本设备在盐浆出口上部设置了多功能格栅及盐腿，其具有改变晶浆溶液流向、并使晶浆溶液分布均匀、减缓晶浆溶液下沉速度及延长晶浆溶液结晶时间、破碎大块的结晶体及防止晶浆溶液下沉过程中形成旋涡等功能，提高了本设备的结晶效果。
4.3 结晶器换热器
结晶器换热器体型很大，巨大的尺寸和自重给制造、检测、运输、安装都提出了很高的要求。结晶器换热器换热管数量很多，达5400根，换热管与管板的连接质量是换热器整体质量的重要标志。换热管与管板连接方式有胀接、焊接、胀焊并用三种方式，胀接工艺技术是换热器制造技术的关键。本设备换热管管壁较薄且换热管与管板连接处会存在间隙腐蚀，管束在蒸汽冲击下会有较大振动，对管头胀接质量要求非常高。通过理论计算和试验，为避免换热管与管板连接处的间隙腐蚀以及减轻管束在蒸汽冲击下的振动，为避免换热管管壁因过度胀接而产生不可逆的损伤，本设备改良了常规强度胀接的管孔槽尺寸与结构，换热管与管板连接处采用了密纹槽强度胀接结构，并通过多次胀接试验，得到了更加合理的胀接参数，既保证了换热管与管板之间的胀接强度和密封性能，又极大的降低了胀接力对换热管管壁的损伤，保证了设备质量。
5. 经济社会效益
该项目的研制成功，打破了该设备国内只能依赖进口的局面，实现了国产化首台套，提高制盐业工艺技术装备水平，推动了MVR制盐技术在我国的发展和推广，促进了盐业的发展。
6. 结语
日益严苛的环保政策也开始陆续执行，这对我国广大盐企来说，可谓机遇与挑战并存.近年来，以机械压缩（MVR）制盐技术为主的生产工艺在盐化工领域的不断应用逐渐让人们找到了一条节能降耗的新路，相信本项目将以典型用户进行宣传，通过在用户现场召开应用经验交流会的形式来拓展我们的客户群;选择和利用相关行业年会，在特定的用户中有针对性地进行产品的宣传和市场推广活动;通过互联网（本公司网站、专业网站）、行业报纸、杂志等加强典型案例的宣传活动。为该技术的推广应用奠定坚实基础。
参考文献：
[1] 张经纬，MVR工艺技术在盐化工领域面临的机遇与挑战.中盐工程技術研究院有限公司，2018-01-01年 010期.
[2] 陈留平，年产60万吨真空盐项目制盐工程方案综述.中盐金坛盐化有限责任公司，2005-01-01年，006期.