MVR蒸發器,是英文mechanical vapor recompression的簡稱。mvr是重新利用它自身產生的二次蒸汽的能量,從而減少對外界能源的需求的一項技術。
二次蒸汽,經過壓縮機的壓縮,壓力和溫度得以升高,熱焓隨之增加,被送到蒸發器的加熱室當作加熱蒸汽即生蒸汽使用,使料液維持蒸發狀態,而加熱蒸汽本 身將熱量傳遞給物料本身冷凝成水。這樣,原來要廢棄的蒸汽就得到了充分的利用,回收了潛熱,又提高了熱效率。
早在60年代,德國和法國已經成功的將該技術應用于化工、制藥、造紙、污水處理、海水淡化等行業。
其工作過程是低溫位的蒸汽經壓縮機壓縮,溫度、壓力提高,熱焓增加,然后進入換熱器冷凝,以充分利用蒸汽的潛熱。除開車啟動外,整個蒸發過程中無需生蒸汽。
多效蒸發過程中,蒸發器某一效的二次蒸汽不能直接作為本效熱源,只能作為次效或次幾效的熱源。如作為本效熱源必須額外給其能量,使其溫度(壓力)提高。蒸汽噴射泵只能壓縮部分二次蒸汽,而mvr蒸發器則可壓縮蒸發器中所有的二次蒸汽。
能量圖
能量圖
溶液在一個降膜蒸發器里,通過物料循環泵在加熱管內循環。初始蒸汽用新鮮蒸汽在管外給熱,將溶液加熱沸騰產生二次汽,產生的二次汽由渦輪增壓風機吸入,經增壓后,二次汽溫度提高,作為加熱熱源進入加熱室循環蒸發。正常啟動后,渦輪壓縮機將二次蒸汽吸入,經增壓后變為加熱蒸汽,就這樣源源不斷進行循環蒸發。蒸發出的水分終變成冷凝水排出。
由于成本原因,單級離心壓縮機和高壓風機被普遍用于機械蒸汽再壓縮系統。因此下述說明是針對此類設計。離心壓縮機是體積控制機器,即無論吸入壓力多大,體積流率幾乎保持恒定。而質量流量的變化與吸入壓力成比例。
單級離心壓縮機的壓縮循環描繪在焓熵圖中。單級離心壓縮機需要的動力:
例如:將來自蒸發器的飽和水蒸汽從吸入狀態p1=1.9 bar, t1=119 ℃壓縮到p2= 2.7 bar, t2=161℃(壓縮比 Π= 1.4)。壓縮循環沿著多變曲線1-2,蒸汽的比焓增加量Δhp。對于蒸汽的比焓h2,通過壓縮機內效率(等熵效率)的等式:在此溫度下,它進入到蒸發器的加熱器?;诒晃胝羝牧?,kg/hr。hp 單位多變(有效)壓縮功,kJ/kg。hs 單位等熵壓縮功,kJ/kg。
壓縮機的等熵效率(內效率)除其他因素之外,單位多變壓縮功 hp取決于多方指數κ和吸入氣體的摩爾質量M,以及吸入溫度和要求的壓升。對于原動機(電動機、燃氣機、渦輪機等)的實際耦合功率,考慮了*大的機械損耗余量。葉輪由標準材料制造的單級離心壓縮機能夠獲得壓縮因子1.8的水蒸汽壓升,如果采用鈦等*高質量的材料,壓縮因子可高達2.5。這樣一來,終壓力p2就是吸入壓力p1的1.8倍,或大2.5倍,這對應于飽和蒸汽溫度升高約12-18K,大溫升可到30K,這取決于吸入壓力。就蒸發技術而言,通常的做法是根據相應的水沸點溫度來表示其壓力。這樣,有效溫差就被直接表示出來。
帶有MVR的OSLO結晶器簡稱MVR—OSLO結晶器。料液進入系統后由循環泵送入蒸發器,受熱蒸發后,進入蒸發室,分離的二次蒸汽后的溶液,由下行管直送到結晶器生長段地底部,然后再向上方經結晶流化床、過飽和度得以消失,晶床中的晶粒得以生長,當粒子生長到要求的大小后,從產品出口排出。經蒸發室分離出的二次蒸汽經過壓縮機升溫后送到蒸發器的加熱室當做加熱蒸汽使用。
帶有MVR強制循環結晶器簡稱MVR—FC,結晶室有錐形底,晶漿從錐形底排出后,經循環管,靠循環泵送入換熱器,被加熱后,重又進入結晶室,如此循環往復,實現連續結晶過程。晶漿排出口位于接近結晶室錐底處,而進料口則在排料口之下的腳底位置上。由結晶分離出來的二次蒸汽經過壓縮機升溫后輸送到蒸發器的加熱室中作為加熱蒸汽使用。這種結晶器可通過用于蒸發法、間壁冷卻或者真冷卻法結晶。產品的粒度約在0.1~0.84mm的范圍。這種結晶器已被用于、尿素、檸檬酸等產品。
強制循環蒸發器是通過泵輸送液體,迫使液體以較高速度流過加熱室,使流通的推動力與傳熱、汽化、氣液分離的功能分開。故強制循環蒸發器適應性較強。具有蒸發強度高、不易結垢、操作彈性大的優勢。
MVR強制循環蒸發器主要特點:
1、蒸發過程不在加熱表面而是在分離器中進行。因此,在列管中結殼和沉淀產生的結垢現象被降低到低限度 。
2、管內流速由循環泵決定: 溶液在設備內的循環主要依靠外加動力所產生的強制流動。循環速度一般可達15-35米/秒。傳熱效率和生產能力較大。原料液由循環泵自下而上打入,沿加熱室的管內向**動。蒸汽和液沫混合物進入蒸發室后分開,蒸氣由上部排出經壓縮機壓縮,溫度、壓力提高,熱焓增加,然后進入換熱器冷凝,以充分利用蒸汽的潛熱,流體受阻落下,經圓錐形底部被循環泵吸入,再進入加加熱管,繼續循環。適用于易結垢液體、高粘度液體 尤其適合用作鹽溶液的結晶蒸發器。
蒸發器的傳熱的效果是蒸發器能否有效工作的一個必要的標準,如果傳熱效果不好,蒸發器是無常有效的工作的。單效蒸發器常見的蒸發器類型,它的傳熱注意是受哪些因素影響呢?
單效蒸發器是制冷系統中用于制冷劑與低溫熱源(被冷卻系統)間進行熱交換的設備,也是制冷裝置中的主要熱交換設備之一。在蒸發器中,制冷劑液體在低壓低溫下汽化吸收被冷卻介質的熱量,成為低溫低壓下的制冷劑于飽和蒸汽或過熱蒸汽,從而在制冷系統,產生和輸出冷址.蒸發器位于節流閥和制冷機回汽總管之間或連接于汽液分離設備的供液管和回汽管之間,并安裝在需要冷卻、凍結的冷間或場所。
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