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。
能量图
能量图
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示出来。
蒸发可以在常压、加压或减压下进行。减压下的蒸发称为真空蒸发,溶液在低于常压的条件下其沸点下降,因此可以提高有效的传热温差。
多效蒸发是把前效产生的二次蒸汽用作后效的加热蒸汽,使热量得到多次利用,可以比单效蒸发少用很多蒸汽。
工业生产中常遇到要求处理大量料液,并汽化大量水分,为了节约加热生蒸汽,可采用多效蒸发,多效蒸发是将多台蒸发器首尾相连,串联操作的系统,后一效的操作压力和溶液沸点均较前一效低,仅在操作压力高的效加入新鲜的加热蒸汽,所产生的二次蒸汽通入后一效的加热室作为后一效的加热蒸汽,也就是说后一效的加热室成为前一效二次蒸汽的冷凝器,末效往往是在真空下操作的,只有末效的二次蒸汽才用冷却介质冷凝,因此多效蒸发不但明显地减少加热蒸汽的耗量,同时也明显地减少冷却水的耗量。
蒸发器特点
1、蒸发器内径为φ200mm、高度约为100 mm的金属圆盆。
2、蒸发器为金属圆形结构、内壁应圆滑,蒸发器刃口不得有毛刺或碰伤等缺陷。
3、所有与水接触的部位应光滑,其相互配合或连接部焊缝应严密、牢固、不得有渗漏水现象。
4、蒸发器各零、部件的装配应正确,不得有松脱、变形及其它影响使用的缺陷。
5、蒸发器各零、部件所敷保护层应牢固、均匀、光洁,不得有脱层、锈蚀等缺陷。
6、蒸发器与安装框架应安装方便,并能使蒸发器在正常使用中不会因风力影响而脱开。
7、附件:带刻度量杯一只、储水器一个、安装框架一个、金属丝网罩一个(防鸟饮水,用户可自选)。
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脚底位置上。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。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、尿素、柠檬酸等产品。
多效蒸发器也是分为很多种的,不同的使用环境所需要的多效蒸发器规格和功能都是不尽相同的,很多朋友往往不知道该如何选择多效蒸发器,不知道在考虑的时候该考虑哪些问题。为了帮助大家了解这个问题,为大家详细介绍:
选择多效蒸发器应该考虑哪些问题
1、有腐蚀性的溶液,蒸发腐蚀性溶液时,加热管应采用材质制成,或内壁衬以耐腐蚀材料。若溶液不怕污染,也可采用直接加热蒸发器。
2、溶液的黏度,蒸发过程中溶液黏度变化的范围是选型首要考虑的因素。
3、有晶体析出的溶液,对蒸发时有晶体析出的溶液应采用外热式蒸发器或强制循环式蒸发器。
4、溶液的热稳定性,对长时间受热易分解、易聚合以及易结垢的溶液蒸发时,应采用滞料量少、停留时间短的蒸发器。
按蒸发方式分:
自然蒸发:即溶液在低于沸点温度下蒸发,如海水晒盐,这种情况下,因溶剂仅在溶液表面汽化,溶剂汽化速率低。
沸腾蒸发:将溶液加热至沸点,使之在沸腾状态下蒸发。工业上的蒸发操作基本上皆是此类。
2.按加热方式分:
直接热源加热它是将燃料与空气混合,使其燃烧产生的高温火焰和烟气经喷嘴直接喷入被蒸发的溶液中来加热溶液、使溶剂汽化的蒸发过程。
间接热源加热 容器间壁传给被蒸发的溶液。即在间壁式换热器中进行的传热过程。
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