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MVR蒸發器在蒸發結晶工藝中的技術應用

在蒸發設備應用中,有3種工藝涉及能耗較大
一是溶液中含有不揮發性溶質,由於溶液濃度較高,在相同壓力下蒸發,要達到溶液的沸點所需能量較高。
二是在物料及工藝特性物料濃縮過程中,由於溶質或雜質常在加熱表麵沉積、析出結晶而形成垢層,影響到傳熱而耗能較大。
三是在溶劑汽化過程中,由於溶劑汽化潛熱較大,而餘熱能量回收很少,浪費了應該節省的能耗。
MVR蒸發器技術原理與實現
MVR蒸發器技術原理概述。MVR是重新利用它自身產生的二次蒸汽能量,從而減少對外界能源需求的一項技術。MVR蒸發器——機械式蒸汽再壓縮蒸發器,是利用高能效蒸汽壓縮機將物料中產生的二次蒸汽進行壓縮,把電能轉換成熱能,以提高二次蒸汽的焓值。被提高熱能的二次蒸汽壓入蒸發室進行加熱,以達到循環利用二次蒸汽已有的熱能,從而不需要外部新鮮蒸汽,依靠蒸發器自循環來實現蒸發濃縮之目的。MVR蒸發器通過PLC、單片機、組態等形式來控製係統溫度、壓縮機馬達轉速,使係統保持蒸發平衡,當達到設定濃度時進行出料。
用於氣體壓縮的機器是按照正位移原理或動力學原理來操作的。在正位移機器中,機器活動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。在使用往複式壓縮機的情況下,這樣的過程通過氣缸內活塞的運動來實現的。在動力式機器中,通過葉輪片高周速的旋轉供給氣體能量。氣體首先被加速,然後通過位於葉輪下遊的擴散器減速,這樣高速度轉化為壓力能。根據流體通過葉輪的方向,將相關設備稱為軸流、混流或離心式壓縮機。由於蒸發裝置經常是在真空範圍內操作,加熱表麵負荷中等且溫差小,所以通常采用離心式再壓縮機。
MVR蒸發器工作原理概述
從蒸發器出來的二次蒸汽,經壓縮機壓縮,壓力、溫度升高,熱焓增加,然後送到蒸發器的加熱室當作加熱蒸汽使用,使料液維持沸騰狀態,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,生蒸汽的經濟性相當於多效蒸發的30效。
為使蒸發裝置的製造盡可能簡單和操作方便,經常使用單效離心再壓縮器,也可以是高壓風機或透平壓縮器。這些機器在1:1.2到1:2壓縮比範圍內其體積流量較高。對於低的蒸發速率,也可用活塞式壓縮機、滑片壓縮機或是螺杆壓縮機。 MVR蒸發器節能實現原理。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,隻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。蒸汽噴射泵隻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。
溶液設計在一個降膜蒸發器裏,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,經增壓後二次汽溫度提高,並作為加熱熱源進入加熱室循環蒸發。正常啟動後,渦輪壓縮機將二次蒸汽吸入,經增壓後變為加熱蒸汽,由此源源不斷進行循環蒸發。蒸發出的水分最終變成冷凝水排出。
由於成本原因,單級離心壓縮機和高壓風機被普遍用於機械蒸汽再壓縮係統。離心壓縮機是體積控製機器,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絕對吸入壓力成比例。
MVR蒸發器技術方案與工藝應用
MVR蒸發器技術設計方案。MVR蒸發設備主要由單效或雙效蒸發器、分離器、壓縮機、真空泵、循環泵、操作平台、電器儀表控製櫃及閥門、管路等係統組成。
主要設計方案如下:
(1)中小型的MVR蒸發器,占地麵積在10 m2~50 m2的範圍內,可以設計成移動式結構,便於安裝、調試和運輸。
(2)加熱器采用板式強製循環蒸發器,在蒸發器板間不產生蒸發,物料在分離器中閃蒸;配合循環泵使用,可實現循環蒸發,保證其達到蒸發濃度;因具有多效降膜蒸發器物料流速高、不宜結垢、傳熱係數大等優點,所以加熱器內部料液不會發生相變,避免了物料在設備內結垢結晶堵塞所造成的危險。
(3)由於溶液在加熱器中通過蒸汽進行換熱,換完熱的溶液在高溫中進入分離器,在分離器中產生閃蒸,蒸發所產生的二次蒸汽中,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的除沬器,在分離器內及二次蒸汽出口設置了折流式、旋流式並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象,延長了設備的使用壽命。
MVR蒸發器技術性能指標包括:(1)蒸發能力:5 L/h~60 t/ h;(2)蒸發溫度:40℃~100℃;(3)蒸發每噸水耗電量:25 KW-100 KW;(4)鮮蒸汽消耗量:0 t/h;(5)進料含固量:無要求;(6)出料含固量:可以直接蒸發到結晶;(7)蒸發模式:降膜、升膜、強製循環等多種方式。
MVR蒸發器應用總結
(1)MVR蒸發器在技術上可以完全替代傳統的多效降膜蒸發器,凡單效及多效蒸發器適用的物料和工藝,均適合采用MVR蒸發器。
(2)MVR蒸發器具有自動化程度高、操作成本低、運行平穩等優點,可以實現蒸發溫度17℃~ 40℃的低溫蒸發,而無需冷凍水係統。
(3)通過二次蒸汽回用技術,蒸汽冷凝水的COD和BOD值以及氨氮含量遠低於傳統多效蒸發器的指標,達到了國家規定的排放標準。

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