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。
蒸發器特點
1、蒸發器內徑為φ200mm、高度約為100 mm的金屬圓盆。
2、蒸發器為金屬圓形結構、內壁應圓滑,蒸發器刃口不得有毛刺或碰傷等缺陷。
3、所有與水接觸的部位應光滑,其相互配合或連接部焊縫應嚴密、牢固、不得有滲漏水現象。
4、蒸發器各零、部件的裝配應正確,不得有松脫、變形及其它影響使用的缺陷。
5、蒸發器各零、部件所敷保護層應牢固、均勻、光潔,不得有脫層、銹蝕等缺陷。
6、蒸發器與安裝框架應安裝方便,并能使蒸發器在正常使用中不會因風力影響而脫開。
7、附件:帶刻度量杯一只、儲水器一個、安裝框架一個、金屬絲網罩一個(防鳥飲水,用戶可自選)。
蒸發器一般分為間接加熱蒸發器和直接加熱蒸發器。但不管是哪種蒸發器,蒸發器結構都會有加熱室、分離器。
主要由加熱室和蒸發室兩部分組成。加熱室向液體提供蒸發所需要的熱量,促使液體沸騰汽化;蒸發室使氣液兩相分離。
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。
機械式蒸汽再壓縮(MVR)蒸發器,其原理是利用高能效蒸汽壓縮機壓縮蒸發產生的二次蒸汽,把電能轉換成熱能,提高二次蒸汽的焓,被提高熱能的二次蒸汽打入蒸發室進行加熱,以達到循環利用二次蒸汽已有的熱能,從而可以不需要外部鮮蒸汽,通過蒸發器自循環來實現蒸發濃縮的目的。
通過PLC、工業計算機(FA)、組態等形式來控制系統溫度、壓力、電機轉速,保持系統蒸發平衡。從理論上來看,使用MVR蒸發器比傳蒸發器節省80%以上的能源,節省90%以上的冷凝水,減少50%以上的占地面積。
MVR其基本原理是:對蒸發過程中產生的廢熱蒸汽通過逆流洗滌及機械再壓縮,提高廢熱蒸汽的清潔度及熱焓,重新利用,達到節能與環保的目的。
MVR壓縮機可使用離心式壓縮機,或者羅茨式壓縮機。這些機器在1:1.2到1:2壓縮比范圍內其體積流量較高。 蒸發設備緊湊占地面積小所需空間也小。又可省去冷卻系統。對于需要擴建蒸發設備而供汽,場地不夠的現有工廠供水能力不足,特別是低溫蒸發需要冷凍水冷凝的場合,可以收到既節省投資又**較好的節能效果。
MVR除開車啟動外,整個蒸發過程中無生蒸汽(有些物料來料溫度低,預熱至沸點需要少量蒸汽)。多效蒸發過程中,蒸發器某一效必須額外給其熱源能量,使其溫度(壓力)提高;蒸汽噴射泵(TVR)只能壓縮部分二次蒸汽。而MVR蒸發器則可回收利用蒸發器中所有的二次蒸汽。蒸發一噸水需要耗電為25-70度電,生蒸汽經濟性相當于多效蒸發的20-30效,減少了對外部加熱及冷卻資源的需求,降低能耗,減少污染。
蒸發技術提供了簡單、有效的工業廢水處理方法。廢水蒸發器能夠同時處理各種各樣的廢液,對于未來可能擴大或改變的制造工藝來說,這是一個很好的選擇。許多產生工業廢水的公司正在以每加侖的高成本運輸水來處理廢水。其他公司正在處理廢水,通常采用勞動力和化學品密集型工藝,并且需要遵守對當地污水日益嚴格的排放限制。
我們提供了一種替代方法,可以將安全蒸發的廢水以*低的成本運送和處理到大氣中。廢水蒸發器將廢水回收并作為蒸餾水回收再利用或排入下水道。 該蒸發器非常節能,典型的能源成本范圍為每加侖蒸餾水0.01-0.02美元。
所有的廢水蒸發系統都設計用于無人值班和看管,以盡量減少人力需求和成本。
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