在蒸發(fā)設(shè)備應(yīng)用中，有3種工藝涉及能耗較大
一是溶液中含有不揮發(fā)性溶質(zhì)，由于溶液濃度較高，在相同壓力下蒸發(fā)，要達(dá)到溶液的沸點(diǎn)所需能量較高。
二是在物料及工藝特性物料濃縮過程中，由于溶質(zhì)或雜質(zhì)常在加熱表面沉積、析出結(jié)晶而形成垢層，影響到傳熱而耗能較大。
三是在溶劑汽化過程中，由于溶劑汽化潛熱較大，而余熱能量回收很少，浪費(fèi)了應(yīng)該節(jié)省的能耗。
MVR蒸發(fā)器技術(shù)原理與實(shí)現(xiàn)
MVR蒸發(fā)器技術(shù)原理概述。MVR是重新利用它自身產(chǎn)生的二次蒸汽能量，從而減少對(duì)外界能源需求的一項(xiàng)技術(shù)。MVR蒸發(fā)器——機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)器，是利用高能效蒸汽壓縮機(jī)將物料中產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)行壓縮，把電能轉(zhuǎn)換成熱能，以提高二次蒸汽的焓值。被提高熱能的二次蒸汽壓入蒸發(fā)室進(jìn)行加熱，以達(dá)到循環(huán)利用二次蒸汽已有的熱能，從而不需要外部新鮮蒸汽，依靠蒸發(fā)器自循環(huán)來實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)濃縮之目的。MVR蒸發(fā)器通過PLC、單片機(jī)、組態(tài)等形式來控制系統(tǒng)溫度、壓縮機(jī)馬達(dá)轉(zhuǎn)速，使系統(tǒng)保持蒸發(fā)平衡，當(dāng)達(dá)到設(shè)定濃度時(shí)進(jìn)行出料。
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，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，這樣的過程通過氣缸內(nèi)活塞的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。在動(dòng)力式機(jī)器中，通過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)。由于蒸發(fā)裝置經(jīng)常是在真空范圍內(nèi)操作，加熱表面負(fù)荷中等且溫差小，所以通常采用離心式再壓縮機(jī)。
MVR蒸發(fā)器工作原理概述
從蒸發(fā)器出來的二次蒸汽，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮，壓力、溫度升高，熱焓增加，然后送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽使用，使料液維持沸騰狀態(tài)，而加熱蒸汽本身則冷凝成水。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，生蒸汽的經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)于多效蒸發(fā)的30效。
為使蒸發(fā)裝置的制造盡可能簡單和操作方便，經(jīng)常使用單效離心再壓縮器，也可以是高壓風(fēng)機(jī)或透平壓縮器。這些機(jī)器在1：1.2到1：2壓縮比范圍內(nèi)其體積流量較高。對(duì)于低的蒸發(fā)速率，也可用活塞式壓縮機(jī)、滑片壓縮機(jī)或是螺桿壓縮機(jī)。 MVR蒸發(fā)器節(jié)能實(shí)現(xiàn)原理。多效蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)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(fā)器則可壓縮蒸發(fā)器中所有的二次蒸汽。
溶液設(shè)計(jì)在一個(gè)降膜蒸發(fā)器里，通過物料循環(huán)泵在加熱管內(nèi)循環(huán)。初始蒸汽用新鮮蒸汽在管外給熱，將溶液加熱沸騰產(chǎn)生二次汽;產(chǎn)生的二次汽由渦輪增壓風(fēng)機(jī)吸入，經(jīng)增壓后二次汽溫度提高，并作為加熱熱源進(jìn)入加熱室循環(huán)蒸發(fā)。正常啟動(dòng)后，渦輪壓縮機(jī)將二次蒸汽吸入，經(jīng)增壓后變?yōu)榧訜嵴羝?，由此源源不斷進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)。蒸發(fā)出的水分最終變成冷凝水排出。
由于成本原因，單級(jí)離心壓縮機(jī)和高壓風(fēng)機(jī)被普遍用于機(jī)械蒸汽再壓縮系統(tǒng)。離心壓縮機(jī)是體積控制機(jī)器，即無論吸入壓力多大，體積流率幾乎保持恒定。而質(zhì)量流量的變化與吸入壓力成比例。
MVR蒸發(fā)器技術(shù)方案與工藝應(yīng)用
MVR蒸發(fā)器技術(shù)設(shè)計(jì)方案。MVR蒸發(fā)設(shè)備主要由單效或雙效蒸發(fā)器、分離器、壓縮機(jī)、真空泵、循環(huán)泵、操作平臺(tái)、電器儀表控制柜及閥門、管路等系統(tǒng)組成。
主要設(shè)計(jì)方案如下：
(1)中小型的MVR蒸發(fā)器，占地面積在10 m2~50 m2的范圍內(nèi)，可以設(shè)計(jì)成移動(dòng)式結(jié)構(gòu)，便于安裝、調(diào)試和運(yùn)輸。
(2)加熱器采用板式強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器板間不產(chǎn)生蒸發(fā)，物料在分離器中閃蒸;配合循環(huán)泵使用，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)蒸發(fā)，保證其達(dá)到蒸發(fā)濃度;因具有多效降膜蒸發(fā)器物料流速高、不宜結(jié)垢、傳熱系數(shù)大等優(yōu)點(diǎn)，所以加熱器內(nèi)部料液不會(huì)發(fā)生相變，避免了物料在設(shè)備內(nèi)結(jié)垢結(jié)晶堵塞所造成的危險(xiǎn)。
(3)由于溶液在加熱器中通過蒸汽進(jìn)行換熱，換完熱的溶液在高溫中進(jìn)入分離器，在分離器中產(chǎn)生閃蒸，蒸發(fā)所產(chǎn)生的二次蒸汽中，往往攜帶著大小不等的液滴。為了防止大液滴從二次蒸汽出口飛濺出去，該裝置配備臻榮科技自主研發(fā)的除沬器，在分離器內(nèi)及二次蒸汽出口設(shè)置了折流式、旋流式并連的曲折通道除霧裝置。由此有效地防止了液滴夾帶料液的現(xiàn)象，延長了設(shè)備的使用壽命。
MVR蒸發(fā)器技術(shù)性能指標(biāo)包括：(1)蒸發(fā)能力：5 L/h~60 t/ h;(2)蒸發(fā)溫度：40℃~100℃;(3)蒸發(fā)每噸水耗電量：25 KW-100 KW;(4)鮮蒸汽消耗量：0 t/h;(5)進(jìn)料含固量：無要求;(6)出料含固量：可以直接蒸發(fā)到結(jié)晶;(7)蒸發(fā)模式：降膜、升膜、強(qiáng)制循環(huán)等多種方式。
MVR蒸發(fā)器應(yīng)用總結(jié)
(1)MVR蒸發(fā)器在技術(shù)上可以*替代傳統(tǒng)的多效降膜蒸發(fā)器，凡單效及多效蒸發(fā)器適用的物料和工藝，均適合采用MVR蒸發(fā)器。
(2)MVR蒸發(fā)器具有自動(dòng)化程度高、操作成本低、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)溫度17℃~ 40℃的低溫蒸發(fā)，而無需冷凍水系統(tǒng)。
(3)通過二次蒸汽回用技術(shù)，蒸汽冷凝水的COD和BOD值以及氨氮含量遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)多效蒸發(fā)器的指標(biāo)，達(dá)到了國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
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