大庆回收蒸发器

MVR蒸发器
MVR蒸发器是一种主要应用于制药行业的新型高效节能蒸发设备，该设备采用低温与低压汽蒸技术和清洁能源为能源产生蒸汽，将媒介中的水分离出来，是目前国际先进的蒸发技术，是替代传统蒸发器的升级换代产品。
中文名MVR蒸发器 外文名 mechanical vapor recompression 特 点 二次蒸汽 性 质 高效节能蒸发设备
目录
1 工作原理
2 压缩原因
? 技术特点
? 应用范围
3 基本原理
工作原理
MVR蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，MVR为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发，即产品在第一次经过效体后不能达到所需浓度时，产品在离开效体后通过效体下部的真空泵将产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体以达到所需浓度。
效体内部为排列的细管，管内部为产品，外部为蒸汽，在产品由上而下的流动过程中由于管内面积增大而使产品呈膜状流动，以增加受热面积，通过真空泵在效体内形成负压，降低产品中水的沸点，从而达到浓缩，产品蒸发温度为60℃左右。
产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起通过分离器进行分离，冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品，蒸汽通过风扇增压器进行增压（蒸汽压力越大温度越高），而后经增压的蒸汽通过管路汇合一次蒸汽再次通过效体。
设备启动时需一部分蒸汽进行预热，正常运转后所需蒸汽会大幅度减少，在风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能，所以设备运转过程中所需蒸汽减少，而所需电量大幅增加。
产品在效体流动的整个过程中温度始终在60℃左右，加热蒸汽与产品之间的温度差也保持在5—8℃左右，产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保护产品质量、有效防止糊管。
产品的浓缩度在50%左右时仅MVR蒸发器就能完成，当所需浓度为60%时则需安装闪蒸设备。
压缩原因
机械蒸汽再压缩原因
■ 单位能量消耗低
■ 因温差低使产品的蒸发温和
■ 由于常用单效使产品停留时间短
■ 工艺简单，实用性强
■ 部分负荷运转特性优异
■ 操作成本低
mvr示意图
mvr示意图
机械蒸汽再压缩机-设计与功能范围
用于气体压缩的机器是按照正位移原理或动力学原理来操作的。在正位移机器中，机器活动件将吸入室和压力室分隔开，操作室的体积减少而气体压力升高。在使用往复式压缩机的情况下，这样的过程通过气缸内活塞的运动来实现的。在动力式机器中，通过叶轮片高周速的旋转供给气体能量。气体首先被加速然后通过位于叶轮下游的扩散器减速。这样，高速度转化为压力能。根据流体通过叶轮的方向，将相关设备称为轴流、混流或离心式压缩机。适用的压缩机类型取决于相关应用的操作条件。关键参数是需要达到的压升和待压缩蒸汽的流量。Π是终压力p2与吸入压力p1的比值，定义为压缩比。由于蒸发装置经常是在真空范围内操作，加热表面负荷中等，温差小，所以通常采用离心式再压缩机。
动力式操作压缩机
混流式离心式
离心风机
单级离心压缩机
多级离心压缩机
技术特点
1）低能耗、低运行费用；
2）占地面积小；
3）公用工程配套少，工程总投资少，
4）运行平稳，自动化程度高；
5）无需原生蒸汽；
6）由于常用单效使产品停留时间短
7）工艺简单，实用性强，部分负荷运转特性优异
8）操作成本低，可以在40℃以下蒸发而无需冷冻设备，特别适合于热敏性物料。
应用范围
1）蒸发浓缩
2）蒸发结晶
3）低温蒸发
1）蒸发一吨水需要耗电为23-70度电；
2）可以实现蒸发温度17-40℃的低温蒸发，无需冷冻水系统。
基本原理
MVR蒸发器，是英文mechanical vapor recompression的简称。mvr是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项技术。
二次蒸汽，经过压缩机的压缩，压力和温度得以升高，热焓随之增加，被送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽即生蒸汽使用，使料液维持蒸发状态，而加热蒸汽本 身将热量传递给物料本身冷凝成水。这样，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率。
早在60年代，德国和法国已经成功的将该技术应用于化工、制药、造纸、污水处理、海水淡化等行业。
其工作过程是低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽。
多效蒸发过程中，蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源，只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量，使其温度(压力)提高。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽，而mvr蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽。
溶液在一个降膜蒸发器里，通过物料循环泵在加热管内循环。初始蒸汽用新鲜蒸汽在管外给热，将溶液加热沸腾产生二次汽，产生的二次汽由涡轮增压风机吸入，经增压后，二次汽温度提高，作为加热热源进入加热室循环蒸发。正常启动后，涡轮压缩机将二次蒸汽吸入，经增压后变为加热蒸汽，就这样源源不断进行循环蒸发。蒸发出的水分终变成冷凝水排出。
由于成本原因，单级离心压缩机和高压风机被普遍用于机械蒸汽再压缩系统。因此下述说明是针对此类设计。离心压缩机是体积控制机器，即无论吸入压力多大，体积流率几乎保持恒定。而质量流量的变化与绝对吸入压力成比例。
单级离心压缩机的压缩循环描绘在焓熵图中。单级离心压缩机需要的动力：
例如：将来自蒸发器的饱和水蒸汽从吸入状态p1=1.9 bar, t1=119 ℃压缩到p2= 2.7 bar, t2=161℃（压缩比 Π= 1.4）。压缩循环沿着多变曲线1－2，蒸汽的比焓增加量Δhp。对于蒸汽的比焓h2，通过压缩机内效率（等熵效率）的等式：在此温度下，它进入到蒸发器的加热器。基于被吸入蒸汽的量，kg/hr。hp 单位多变（有效）压缩功，kJ/kg。hs 单位等熵压缩功，kJ/kg。
压缩机的等熵效率（内效率）除其他因素之外，单位多变压缩功 hp取决于多方指数κ和吸入气体的摩尔质量M，以及吸入温度和要求的压升。对于原动机（电动机、燃气机、涡轮机等）的实际耦合功率，考虑了更大的机械损耗余量。叶轮由标准材料制造的单级离心压缩机能够获得压缩因子1.8的水蒸汽压升，如果采用钛等更高质量的材料，压缩因子可高达2.5。这样一来，终压力p2就是吸入压力p1的1.8倍，或大2.5倍，这对应于饱和蒸汽温度升高约12-18K，大温升可到30K，这取决于吸入压力。就蒸发技术而言，通常的做法是根据相应的水沸点温度来表示其压力。这样，有效温差就被直接表
机械蒸汽再压缩的原理
蒸发设备紧凑，占地面积小、所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽，供水能力不足，场地不够的现有工厂，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。

加热室中产生的蒸气带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。通常除沫器设在蒸发室的顶部。


蒸发器按操作压力分常压、加压和减压3种。按溶液在蒸发器中的运动状况分有：①循环型。沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面，如循环管式、悬筐式、外热式、列文式和强制循环式等。②单程型。沸腾溶液在加热室中一次通过加热表面，不作循环流动，即行排出浓缩液，如升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心薄膜式等。③直接接触型。加热介质与溶液直接接触传热，如浸没燃烧式蒸发器。蒸发装置在操作过程中，要消耗大量加热蒸汽，为节省加热蒸汽，可采用多效蒸发装置和蒸汽再压缩蒸发器。蒸发器广泛用于化工、轻工等部门。


医学中使用的蒸发器vaporizer，挥发性吸入麻醉药在室温下均呈液态。蒸发器能有效地将挥发性麻醉药液蒸发为气体，并能精确地调节麻醉药蒸气输出的浓度。麻醉药的蒸发需要热量，蒸发器周围的温度是决定挥发性麻醉药蒸发速度的主要因素。当代的麻醉机广泛采用了温度一流量补偿型蒸发器，即在温度或新鲜气流量发生变化时，能通过自动补偿机制来保持挥发性吸入麻醉药蒸发速度恒定，从而保证吸入麻醉药离开蒸发器的输出浓度稳定。由于不同挥发性吸入麻醉药的沸点和饱和蒸气压等物理特性不同，因此，蒸发器具有药物性，如恩氟烷蒸发器、异氟烷蒸发器等，相互不能通用。现代麻醉机的蒸发器多放置在麻醉呼吸环路之外，有单独的氧气气流与之连接，蒸发出的吸入麻醉药蒸气与主气流混合后再供病人吸入。[1]

蒸发是浓缩溶液的单元操作，通常溶剂可挥发，而大多数溶质的蒸气压趋近于零，不能挥发。溶液在沸腾条件下，用汽化的办法，排除部分溶剂，使其浓缩的过程，叫做蒸发。在大部分情况下蒸发器用水蒸气作为加热介质（通常称之为加热蒸汽、一次蒸汽或新鲜蒸汽），通过金属壁间接传热给溶液，溶液受热后，溶剂沸腾汽化，产生的蒸汽（大多数情况下也是水蒸气）叫做二次蒸汽。
立式降膜蒸发器和降膜式再沸器如下图(a)和图(b)所示。料液从顶部进入料液分布器。料液分布器把料液均匀地分布到每根加热管中，并使其呈膜状沿管内壁往下流动，液膜受到从管壁传人的热量而蒸发汽化。当传热温差不大时，汽化发生在强烈扰动着的膜的内表面，而不是在加热管与液膜的界面（即加热管内表面），因此不易结垢。产生的蒸汽通常是与液膜并流往下。由于汽化表面很大，蒸汽中的液沫夹带量较少，料液在管内壁呈膜状流动，不充满管子的整个截面，所以通过的料液量可以很少。
降膜蒸发器
料液分布器是降膜蒸发器的关键部件，降膜蒸发器的热交换强度和生产能力实质上取决于料液沿换热管分布的均匀程度。所谓均匀分布不仅是指液体要均匀地分配到每一根管子中，还要沿每根管的全部周边均匀分布，并在整个管子的长度上保持其均匀性。当料液不能均匀地湿润全部加热管的内表面时，缺液或少液表面就可能因蒸干而结垢，结垢表面反过来又阻滞了液膜的流动从而使邻近区域的传热条件进一步恶化。[2]
降膜蒸发器工艺流程
编辑
工艺流程有顺流（并流）、逆流、混流（错流）、平流四种形式：
降膜蒸发器顺流
溶液和蒸汽流向相同，都由一效顺序流到末效。原料液用泵送入一效，依靠各效间的压差，自动流入下一效，完成液自末效（一般是在负压下操作）用泵抽出。由于后一效的压力低，溶液的沸点也低，溶液从前效进入后一效时会闪蒸部分水分，产生的二次汽也较多，由于后效的浓度较前效高、操作温度低，往往第一效的传热系数比末效高很多。顺流流程一般适宜处理在高浓度的情况下为热敏性的物料。


降膜蒸发器逆流
原料由泵从末效依次送入前效，完成液由一效排出，料液与蒸汽逆向流动。一般适宜处理粘度随温度和浓度变化较大的溶液，不易处理热敏性物料。


降膜蒸发器混流


顺逆流流程的结合，兼有顺逆流的优点避其缺点，但操作复杂，要求自控程度很高。
降膜蒸发器平流


各效都加料都出完成液，各效都有结晶析出，可及时分离结晶，一般用于饱和溶液的蒸发。

、经常进行蒸发器的检漏工作。泄漏是蒸发器常见的故障现象，在使用过程中应注意经常检漏。
1、霜对制冷系统的影响


冷库制冷系统正常运行时蒸发器的表面温度远低于空气的露点温度，食品和空气中的水分会析出而凝结在管壁上。若管壁温度低于0°时水露则凝结成霜。结霜也是制冷系统正常运行的结果，所以蒸发器表面允许少量的结霜。
由于霜的热导率太小，它是金属的百分之一，甚至几百分之一，因而霜层就形成了较大的热阻。特别是霜层较厚时，犹如保温一样，使蒸发器中的冷量不容易散发出来，影响了蒸发器的制冷效果，终使冷库达不到所要求的温度。同时，制冷剂在蒸发器内的蒸发情况也要减弱，不完全蒸发的氨液有可能被压缩机吸入而造成液击事故。
2、融霜对局部环境的影响
融霜的方法很多，如人工扫霜、制冷剂热熔霜、水融霜、电热融霜等。对于较小的制冷系统，可采用人工除霜和电热融霜，但应在系统停止运行时进行。对于较大的制冷系统，则应采用制冷剂热熔霜和水融霜。由于压缩机的排气式热熔霜的热源，所以制冷剂的热熔霜应在制冷系统运行的条件下进行。这样看来不论采用哪种融霜方式，都要影响到冷库温度，特别是制冷剂热熔霜，因为要分库房进行，即一部分库房止制冷，而另一部分库房融霜，融霜的时间更长一些，对库温的影响也更大一些若库温波动过大，会影响到库内食品的质量，特别是保鲜食品的质量。而融掉的霜要及时清扫，否则会造成库房地面的冰冻。[2]
氨蒸发器泄漏时，有刺激性气味，漏点处不结霜。对泄漏处可用酞试纸检查，因为氨是碱性，遇酞试纸变红色。用眼看时，一般在蒸发器的某处不结霜的地方通常就是泄漏点，也可在泄漏处用肥皂水找漏。


氟利昂蒸发器泄漏的检查可使用卤素灯和卤素检漏仪，也可用肥皂水找漏。检查时可先用眼查看蒸发排管上是否有油迹，因为氟利昂与油能互溶，氟利昂泄漏时，油也会从漏点渗出，因此，哪里有油迹，哪里就泄漏。用卤素灯检漏时，若某处有氟利昂泄漏时，卤素灯燃烧的火焰由蓝色变成微绿、浅绿、草绿、紫绿、紫色等颜色可判断氟利昂泄漏量的多少。若火焰呈深绿或紫色时，火焰中的光气有毒，不能长时间用此方法检查。这种情况下，可用肥皂水检查泄漏点。对于微量泄漏时，应使用卤素检漏仪进行检漏。


2、经常对蒸发器的结霜状况进行检查。当霜层过厚时，应及时除霜。当结霜异常时，可能是由于堵塞造成的，应及时查找原因并予以排除。


3、蒸发器长期停用时，将制冷剂拙到储液器或冷凝器中，使蒸发器的压力保持在0.05MPa(表压)左右为宜。若为盐水池中的蒸发器，还需用自来水冲洗，冲洗后在池内注满自来水。[2]

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