寶南-中鼎 MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器
MVR是機(jī)械式蒸汽再壓縮技術(shù)(mechanical vapor recompression )的簡(jiǎn)稱,是利用蒸發(fā)系統(tǒng)自身產(chǎn)生的二次蒸汽及其能量,將低品位的蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)的機(jī)械做功提升為高品位的蒸汽熱源。如此循環(huán)向蒸發(fā)系統(tǒng)提供熱能,從而減少對(duì)外界能源的需求的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)。重新利用它自身產(chǎn)生的二次蒸汽的能量,從而減少對(duì)外界能源的需求的技術(shù)。二次蒸汽,經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)的壓縮,壓力和溫度得以升高,熱焓隨之增加,被送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽即生蒸汽使用,使料液維持蒸發(fā)狀態(tài),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(lái)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。
MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器,MVR為單體蒸發(fā)器,集多效降膜蒸發(fā)器于一身,根據(jù)所需產(chǎn)品濃度不同采取分段式蒸發(fā),即產(chǎn)品在靠前次經(jīng)過(guò)效體后不能達(dá)到所需濃度時(shí),產(chǎn)品在離開(kāi)效體后通過(guò)效體下部的真空泵將產(chǎn)品通過(guò)效體外部管路抽到效體上部再次通過(guò)效體,然后通過(guò)這種反復(fù)通過(guò)效體以達(dá)到所需濃度。效體內(nèi)部為排列的細(xì)管,管內(nèi)部為產(chǎn)品,外部為蒸汽,在產(chǎn)品由上而下的流動(dòng)過(guò)程中由于管內(nèi)面積增大而使產(chǎn)品呈膜狀流動(dòng),以增加受熱面積,通過(guò)真空泵在效體內(nèi)形成負(fù)壓,降低產(chǎn)品中水的沸點(diǎn),從而達(dá)到濃縮,產(chǎn)品蒸發(fā)溫度為60℃左右。產(chǎn)品經(jīng)效體加熱蒸發(fā)后產(chǎn)生的冷凝水、部分蒸汽和給效體加熱后殘余的蒸汽一起通過(guò)分離器進(jìn)行分離,冷凝水由分離器下部流出用于預(yù)熱進(jìn)入效體的產(chǎn)品,蒸汽通過(guò)風(fēng)扇增壓器進(jìn)行增壓(蒸汽壓力越大溫度越高),而后經(jīng)增壓的蒸汽通過(guò)管路匯合一次蒸汽再次通過(guò)效體。設(shè)備啟動(dòng)時(shí)需一部分蒸汽進(jìn)行預(yù)熱,正常運(yùn)轉(zhuǎn)后所需蒸汽會(huì)大幅度減少,在風(fēng)扇增壓器對(duì)二次蒸汽加壓的過(guò)程中由電能轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能,所以設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所需蒸汽減少,而所需電量大幅增加。產(chǎn)品在效體流動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中溫度始終在60℃左右,加熱蒸汽與產(chǎn)品之間的溫度差也保持在5—8℃左右,產(chǎn)品與加熱介質(zhì)之間的溫度差越小越有利于保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量、有效防止糊管。產(chǎn)品的濃縮度在50%左右時(shí)僅MVR蒸發(fā)器就能完成,當(dāng)所需濃度為60%時(shí)則需安裝閃蒸設(shè)備。
MVR蒸發(fā)器用于蒸發(fā)濃縮物料,與傳統(tǒng)的多效蒸發(fā)相比,具有節(jié)能優(yōu)勢(shì),目前國(guó)內(nèi)已成功運(yùn)用在化工廢水零排放、糖醇有機(jī)濃縮、制藥中間體濃縮、精餾乏汽利用等方面。MVR蒸發(fā)器具有獨(dú)有的工藝與結(jié)構(gòu),下面具體介紹。
MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器由加熱器、分離器和強(qiáng)制循環(huán)泵等組成。物料在換熱器的換熱管內(nèi)被換熱管外的蒸汽加熱溫度升高,在循環(huán)泵作用下物料上升到分離器中。蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽從物料中溢出,物料被濃縮產(chǎn)生過(guò)飽和而使結(jié)晶生長(zhǎng),解除過(guò)飽和的物料進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)泵,在循環(huán)泵作用下進(jìn)入換熱器,物料如此循環(huán)不斷蒸發(fā)濃縮或濃縮結(jié)晶。晶蒸發(fā)分離器內(nèi)的二次蒸汽經(jīng)過(guò)蒸發(fā)分離器上部的分離和除沫裝置凈化后輸送到壓縮機(jī),壓縮機(jī)把二次蒸汽壓縮后輸送到換熱器殼程用作蒸發(fā)器加熱蒸汽,實(shí)現(xiàn)熱能循環(huán)連續(xù)蒸發(fā)。
MVR的核心設(shè)備是壓縮機(jī)系統(tǒng),主要是壓縮水蒸汽,目前國(guó)內(nèi)普遍采用整體撬裝式的離心風(fēng)機(jī)、羅茨壓縮機(jī)和高速離心壓縮機(jī),配備有密封系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、油冷系統(tǒng)、控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
MVR技術(shù)優(yōu)勢(shì):1)由于二次蒸汽不斷被壓縮循環(huán)作為加熱熱源,使單位噸耗降低,節(jié)能效果明顯。2) 由于蒸發(fā)溫度低,產(chǎn)品停留時(shí)間短,常被用于熱敏物料的蒸發(fā)濃縮。 3) 整體占地面積少,自動(dòng)化程度高,操作成本低。4)工藝簡(jiǎn)單,容易檢修。5)公用配套工程少,工程投資小。
MVR機(jī)械設(shè)計(jì):用于氣體壓縮的機(jī)器是按照正位移原理或動(dòng)力學(xué)原理來(lái)操作的。在正位移機(jī)器中,機(jī)器活動(dòng)件將吸入室和壓力室分隔開(kāi),操作室的體積減少而氣體壓力升高。在使用往復(fù)式壓縮機(jī)的情況下,這樣的過(guò)程通過(guò)氣缸內(nèi)活塞的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在動(dòng)力式機(jī)器中,通過(guò)葉輪片高周速的旋轉(zhuǎn)供給氣體能量。氣體首先被加速然后通過(guò)位于葉輪下游的擴(kuò)散器減速。這樣,高速度轉(zhuǎn)化為壓力能。根據(jù)流體通過(guò)葉輪的方向,將相關(guān)設(shè)備稱為軸流、混流或離心式壓縮機(jī)。通常,壓縮機(jī)由電機(jī)、聯(lián)軸器、齒輪箱、轉(zhuǎn)子、密封器等組成。三元葉輪三元葉輪較適用的壓縮機(jī)類型取決于相關(guān)應(yīng)用的操作條件,關(guān)鍵參數(shù)是壓縮機(jī)溫升和過(guò)汽流量。由于蒸發(fā)裝置經(jīng)常是在真空范圍內(nèi)操作,過(guò)汽量大,加熱表面負(fù)荷中等,所以通常選用離心壓縮機(jī)。
MVR蒸發(fā)器技術(shù)參數(shù):1)蒸發(fā)一噸水需要耗電為23-70度電;2)可以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)溫度17- 40℃的低溫蒸發(fā)(無(wú)需冷凍水系統(tǒng))。機(jī)械蒸汽再壓縮時(shí),通過(guò)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)將蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽壓縮至較高壓力,通過(guò)提高二次蒸汽的品質(zhì)(溫度、壓力、焓值、使用效果)進(jìn)入加熱器循環(huán)使用。用機(jī)械蒸汽再壓縮方式加熱的蒸發(fā)裝置操作僅需很少的熱量。機(jī)械蒸汽再壓縮的工作原理類似于熱泵,幾乎全部的蒸汽都通過(guò)電能進(jìn)行壓縮和再循環(huán),只需很少的生蒸汽用于開(kāi)車;系統(tǒng)需要冷凝的“廢熱”很少。另外蒸汽壓縮機(jī)也可作為熱泵來(lái)工作,給蒸汽增加能量。MVR蒸發(fā)裝置根據(jù)操作條件的不同,有時(shí)需要少量的額外蒸汽補(bǔ)充,有時(shí)又需將剩余的蒸汽冷凝來(lái)保持蒸發(fā)器總體的熱平衡和保證操作條件的穩(wěn)定。
MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器 2T
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