MVR蒸发系统在压裂返排液处理中的应用

水力压裂技术是利用地面高压泵组向地层注入液体，通过水力作用使形成裂缝，从而提高流体的流动性，达到页岩气开采的目的。该技术的问题在于页岩气开采过程中一定时间段和一定区域内会消耗大量的水资源，返排液中含有大量可溶性盐、固体悬浮物、挥发性有机物、石油烃类、氨氮等等。目前，返排液主要通过絮凝、沉淀、过滤、氧化、脱盐等工序进行组合处理。

MVR是机械蒸汽再压缩蒸发的简称，目前国内压裂返排液达标排放的处理工艺大多先采用反渗透、电渗析等处理单元将返排液中盐分进行浓缩，浓盐水再进一步蒸发成结晶盐。

MVR作为一种占地面积小，热效率高的蒸发技术，更适用于页岩气开采区的丘陵地区。MVR利用压缩机压缩二次蒸汽使之升温升压以替代蒸汽作为加热源。该技术不仅回收了二次蒸汽中的潜热，提高了热利用效率，还减少了冷凝水的使用，无需另设冷凝塔，减少了占地面积，降低了蒸发成本。此外，该技术尤其适用于矿化度在40000～120000 mg/L的废水蒸发脱盐，与结晶器联用时可以做到盐水零排放，并回收工业级Na Cl。

压裂返排液达标处理的整个工艺流程由预处理、反渗透脱盐、MVR(机械压缩蒸发)组成。其中预处理主要包含除油、软化和沉降等，反渗透系统产生的淡水经处理后达到排放标准，浓水则进入MVR单元中蒸发为结晶盐。

经反渗透处理后浓水氯离子达到40000 mg/L以上，钙镁等硬度离子浓度也比较适于通过MVR单元进行蒸发处理。MVR的整个流程由预热器、加热器、分离器、压缩机、循环泵组成。原料液经过预热器加热温度升高至沸点附近，然后进入蒸发器中加压蒸发，浓缩后的母液在结晶器结晶成盐，生成的二次蒸汽进入压缩机压缩升温升压。从压缩机出来的蒸汽往往是过热蒸汽，一般会补充一定的水，使其变成饱和蒸汽后再进入加热器中进行加热，加热器中被加热的料液往往含盐浓度较高，需要料液循环泵在过程中不断输入动力。不同的原料液使用的蒸发器可能有所不同，但是大体流程与图1差别不大。