水力壓裂技術(shù)是利用地面高壓泵組向地層注入液體，通過水力作用使形成裂縫，從而提高流體的流動性，達(dá)到頁巖氣開采的目的。該技術(shù)的問題在于頁巖氣開采過程中一定時(shí)間段和一定區(qū)域內(nèi)會消耗大量的水資源，返排液中含有大量可溶性鹽、細(xì)菌、固體懸浮物、揮發(fā)性有機(jī)物、石油烴類、氨氮等等。目前，返排液主要通過絮凝、沉淀、過濾、氧化、脫鹽等工序進(jìn)行組合處理，但很少有對返排液脫鹽處理進(jìn)行報(bào)道，尤其是MVR蒸發(fā)脫鹽技術(shù)。

MVR是機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)的簡稱，目前國內(nèi)壓裂返排液達(dá)標(biāo)排放的處理工藝大多先采用反滲透、電滲析等處理單元將返排液中鹽分進(jìn)行濃縮，濃鹽水再進(jìn)一步蒸發(fā)成結(jié)晶鹽。MVR作為一種占地面積小，熱效率高的蒸發(fā)技術(shù)，更適用于頁巖氣開采區(qū)的丘陵地區(qū)。MVR利用壓縮機(jī)壓縮二次蒸汽使之升溫升壓以替代蒸汽作為加熱源。該技術(shù)不僅回收了二次蒸汽中的潛熱，提高了熱利用效率，還減少了冷凝水的使用，無需另設(shè)冷凝塔，減少了占地面積，降低了蒸發(fā)成本。此外，該技術(shù)尤其適用于礦化度在40000～120000 mg/L的廢水蒸發(fā)脫鹽，與結(jié)晶器聯(lián)用時(shí)可以做到鹽水零排放，并回收工業(yè)級NaCl。

工藝流程

壓裂返排液達(dá)標(biāo)處理的整個(gè)工藝流程由預(yù)處理、反滲透脫鹽、MVR(機(jī)械壓縮蒸發(fā))組成。其中預(yù)處理主要包含除油、軟化和沉降等，反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生的淡水經(jīng)處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，濃水則進(jìn)入MVR單元中蒸發(fā)為結(jié)晶鹽。

MVR的整個(gè)流程由預(yù)熱器、加熱器、分離器、壓縮機(jī)、循環(huán)泵組成。原料液經(jīng)過預(yù)熱器加熱溫度升高至沸點(diǎn)附近，然后進(jìn)入蒸發(fā)器中加壓蒸發(fā)，濃縮后的母液在結(jié)晶器結(jié)晶成鹽，生成的二次蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮升溫升壓。從壓縮機(jī)出來的蒸汽往往是過熱蒸汽，一般會補(bǔ)充一定的水，使其變成飽和蒸汽后再進(jìn)入加熱器中進(jìn)行加熱，加熱器中被加熱的料液往往含鹽濃度較高，需要料液循環(huán)泵在過程中不斷輸入動力。不同的原料液使用的蒸發(fā)器可能有所不同，但是大體流程差別不大。

在MVR系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試中，維持系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，通過降低壓縮比可逐步提高系統(tǒng)能效比，達(dá)到MVR系統(tǒng)的高效運(yùn)行。