MVR蒸发器技术原理与实现
MVR蒸发器技术原理概述。MVR是重新利用它自身产生的二次蒸汽能量,从而减少对外界能源需求的一项技术。MVR蒸发器——机械式蒸汽再压缩蒸发器,是利用高能效蒸汽压缩机将物料中产生的二次蒸汽进行压缩,把电能转换成热能,以提高二次蒸汽的焓值。被提高热能的二次蒸汽压入蒸发室进行加热,以达到循环利用二次蒸汽已有的热能,从而不需要外部新鲜蒸汽,依靠蒸发器自循环来实现蒸发浓缩之目的。MVR蒸发器通过PLC、单片机、组态等形式来控制系统温度、压缩机马达转速,使系统保持蒸发平衡,当达到设定浓度时进行出料。
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。由于蒸发装置经常是在真空范围内操作,加热表面负荷中等且温差小,所以通常采用离心式再压缩机。
MVR蒸发器工作原理概述。从蒸发器出来的二次蒸汽,经压缩机压缩,压力、温度升高,热焓增加,然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用,使料液维持沸腾状态,而加热蒸汽本身则冷凝成水。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,生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。
为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便,经常使用单效离心再压缩器,也可以是高压风机或透平压缩器。这些机器在1:1.2到1:2压缩比范围内其体积流量较高。对于低的蒸发速率,也可用活塞式压缩机、滑片压缩机或是螺杆压缩机。 MVR蒸发器节能实现原理。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。
溶液设计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,并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,由此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。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。
MVR强制循环蒸发器
主要特点:
1、蒸发过程不在加热表面而是在分离器中进行,因此,在列管中结壳和沉淀产生的结垢现象被降低到低限度。
2、管内流速由循环泵决定: 溶液在设备内的循环主要依靠外加动力所产生的强制流动。循环速度一般可达15-35米/秒。
传热效率和生产能力较大。原料液由循环泵自下而上打入,沿加热室的管内向上流动。蒸汽和液沫混合物进入蒸发室后分开,蒸汽由上部排出经压缩机压缩,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,流体受阻落下,经圆锥形底部被循环泵吸入,再进入加热管,继续循环。
特点:
1. 传热系数较低;
2. 换热表面不易形成结垢或结晶。
应用范围:
a、适用于易结垢液体、高粘度液体
b、非常适合用作盐溶液的结晶蒸发器
预防结垢措施
(1)晶种法:通过在高盐废水中加入一定的硫酸钙或氯化钙作为晶种,利用与垢物相同的晶体表面对垢物的亲和力,降低废水中硫酸钙过饱和度,使废水中析出的硫酸钙分子优先附着在悬浮的晶种上,而不是沉积在加热管内壁上,达到了防垢的目的。
(2)加阻垢剂法:通过添加阻垢剂,去螯合废水中的金属结垢离子,防止它们与碳酸根、硫酸根结合而结垢。
(3)加酸法:加酸法是传统的化学清洗方法,调节废水PH≤5.0,除去碳酸或碳酸氢根,防止结碳酸钙垢。这种方法对各种沉积都有效,比机械方法省时。但化学清洗对系统和其他金属部件有腐蚀性,容易出现腐蚀设备管线的事情,而且在排放时污染环境。
(4)净化预处理法:采用硬度和碱度去除工艺,去除浓盐废水中的钙、镁离子和硫酸根、碳酸根离子,防止产生碳酸钙和硫酸钙结垢。
(5)控制固液比法:外加热式强制循环蒸发器生产过程中,可通过控制浓盐废水中固液比量在一定的范围内,在轴流泵的作用下,含较多结晶体的废水具有一定的流速,对换热管内壁有较强的冲刷作用,使晶核无法在加热管内壁附着形成垢层。
MVR-FC连续结晶器
带有MVR强制循环结晶器简称MVR—FC,结晶室有锥形底,晶浆从锥形底排出后,经循环管,靠循环泵送入换热器,被加热后,重又进入结晶室,如此循环往复,实现连续结晶过程。
晶浆排出口位于接近结晶室锥底处,而进料口则在排料口之下的较低位置上。由结晶分离出来的二次蒸汽经过压缩机升温后输送到蒸发器的加热室中作为加热蒸汽使用。
适用范围:
这种结晶器可通过用于蒸发法、间壁冷却或者真冷却法结晶。产品的粒度约在0.1~0.84mm的范围。这种结晶器已被用于氯化钠、尿素、柠檬酸等产品。
MVR蒸发控制系统
1、自动控制系统:MVR蒸发系统控制中心,通过对马达转速的调节,阀门、流量计、温度、压力的控制,以达到自动蒸发、清洗、停机等操作。自动报警,自动保护系统不受损伤,保持系统动态平衡。
2、自动清洗系统:不同的溶液蒸发一段时间后,可能会发生结垢现象,一般说99%以上的结垢都是可以通过添加化学溶剂除去,一般可以使用CIP原位清洗或者拆除清洗。
3、过程控制系统:装置由一个或几个自动系统控制,可以通过总线在控制室对生产过程进行监视和操作,实现生产的高度自动化。
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