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MVR蒸發器

工作原理

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。蒸發出的水分最終變成冷凝水排出。

MVR蒸發器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發器,MVR為單體蒸發器,集多效降膜蒸發器于一身,根據所需產品濃度不同采取分段式蒸發,即產品在第一次經過效體后不能達到所需濃度時,產品在離開效體后通過效體下部的真空泵將產品通過效體外部管路抽到效體上部再次通過效體,然后通過這種反復通過效體以達到所需濃度。

效體內部為排列的細管,管內部為產品,外部為蒸汽,在產品由上而下的流動過程中由于管內面積增大而使產品呈膜狀流動,以增加受熱面積,通過真空泵在效體內形成負壓,降低產品中水的沸點,從而達到濃縮,產品蒸發溫度為60℃左右。
產品經效體加熱蒸發后產生的冷凝水、部分蒸汽和給效體加熱后殘余的蒸汽一起通過分離器進行分離,冷凝水由分離器下部流出用于預熱進入效體的產品,蒸汽通過風扇增壓器進行增壓(蒸汽壓力越大溫度越高),而后經增壓的蒸汽通過管路匯合一次蒸汽再次通過效體。
設備啟動時需一部分蒸汽進行預熱,正常運轉后所需蒸汽會大幅度減少,在風扇增壓器對二次蒸汽加壓的過程中由電能轉化為蒸汽的熱能,所以設備運轉過程中所需蒸汽減少,而所需電量大幅增加。
產品在效體流動的整個過程中溫度始終在60℃左右,加熱蒸汽與產品之間的溫度差也保持在5—8℃左右,產品與加熱介質之間的溫度差越小越有利于保護產品質量、有效防止糊管。
產品的濃縮度在50%左右時僅MVR蒸發器就能完成,當所需濃度為60%時則需安裝閃蒸設備。

壓縮原因

機械蒸汽再壓縮原因
■ 單位能量消耗低
■ 因溫差低使產品的蒸發溫和
■ 由于常用單效使產品停留時間短
■ 工藝簡單,實用性強
■ 部分負荷運轉特性優異
■ 操作成本低
mvr示意圖mvr示意圖
機械蒸汽再壓縮機-設計與功能范圍
用于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。在使用往復式壓縮機的情況下,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。氣體首先被加速然后通過位于葉輪下游的擴散器減速。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。最適用的壓縮機類型取決于相關應用的操作條件。關鍵參數是需要達到的壓升和待壓縮蒸汽的流量。Π是最終壓力p2與吸入壓力p1的比值,定義為壓縮比。由于蒸發裝置經常是在真空范圍內操作,加熱表面負荷中等,溫差小,所以通常采用離心式再壓縮機。
動力式操作壓縮機
混流式離心式
離心風機
單級離心壓縮機
多級離心壓縮機

技術特點

1)低能耗、低運行費用;
2)占地面積??;
3)公用工程配套少,工程總投資少,
4)運行平穩,自動化程度高;
5)無需原生蒸汽;
6)由于常用單效使產品停留時間短
7)工藝簡單,實用性強,部分負荷運轉特性優異
8)操作成本低,可以在40℃以下蒸發而無需冷凍設備,特別適合于熱敏性物料。

應用范圍

1)蒸發濃縮
2)蒸發結晶
3)低溫蒸發
4)蒸發一噸水需要耗電為23-70度電;
5)可以實現蒸發溫度17-40℃的低溫蒸發,無需冷凍水系統。


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