蒸发装置的设计选型编辑
在设计蒸发装置时,必须考虑各种各样的因素,而这些因素常常又是互相矛盾的。它们 决定了设计的类型、布置、工艺过程和成本数据。重要的因素如下:
(1) 生产能力和操作参数 处理量、浓度、温度、年操作小时数、产品的更换、控制、自动 化等。
(2) 特性 热敏性、黏度、可流性、易起泡沫程度、结垢与沉淀性质、沸点等。
(3) 公用工程 蒸汽、冷却水、电、清洗剂、易损件等。
(4) 材料的选择和表面抛光。
(5) 投资成本的和资本回收。
(6) 操作和维护的人员成本。
(7) 现场条件 可用空间、室外安装的气候条件、能量和产品的衔接、工作平台等。
(8) 强制性法规 关于健康和安全、事故预防、噪声、环境保护等,根据特定项目 而定。使用单效蒸发方式的蒸发器称为单效蒸发器。当所需要的生产能力规模小,蒸汽是廉价的,物料有腐蚀性以致需要非常昂贵的结构材料,或蒸汽被污染以致不能重新利用时,应用单效蒸发器。
基本原理编辑
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。
实例编辑
RP6K系列盘管式单效蒸发器
RP6K系列盘管式单效蒸发器如图1所示,其技术参数见表1。
1—多级离心泵; 2—水箱; 3—水力喷射器; 4—汽液分离器;5—照明灯; 6—蒸发锅; 7—窥镜; 8—人孔; 9—放料阀;10—止回阀; 11—控制盘; 12—操作台;
表1 RP6K系列盘管式单效蒸发器主要技术参数
型号 RP6K1 RP6K3 RP6K4
水分蒸发量/(kg/h)
使用真空度/kPa
蒸汽耗量/(kg/h)
冷却水温度/℃
冷却水耗量/(t/h)
电机总功率/kW
外形尺寸(长×宽×高)/mm
300
79.2
350
<18
18
5.5
3000×2800×3200
700
79.2
1135
<18
36
10
3500×3200×4100
1000
79.2
1350
<18
42
10
3600×3400×4500
单效增浓降膜蒸发器
单效增浓降膜蒸发器技术参数见表2。
表2 单效增浓降膜蒸发器主要技术参数
水分蒸发量/(kg/h) 2000
物料处理量/(kg/h) 5000
进料浓度/% 11~12
出料浓度/% 16~19
杀菌温度/℃ 86~94
保温时间/s 24
蒸发温度/℃ 65~70
蒸汽压力/MPa 0.7
蒸汽耗量/(kg/h) 1600
冷却水耗量/(t/h) 20(20℃)
装机功率/kW 20
设备质量/t 约3.5
外形尺寸/mm 4000×3000×5000
占地空间/mm 6000×5000×7000
结构特点: 降膜室用不锈钢整体框架式结构,整体高度底,很适用于液态乳车间安装 使用。热压泵抽吸二次蒸汽,节约能源。
设备内装有清洗喷头和CIP内部系统,全封闭平衡缸和酸碱缸,可减少污染与酸碱挥 发。配有工艺流程模拟图的自控箱,清楚地显示设备运行状态,操作方便。 [2]
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。
mvr能流图
mvr能流图
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。
公司主要经营:回收化工厂设备、回收制设备、大量收购搪瓷反应釜、回收压滤机、二手反应釜、二手离心机、二手干燥机、二手冷凝器、二手蒸发器、二手制设备、二手乳品发酵罐、二手真空乳化机、二手饮料灌装机、二手热风循环烘箱、二手中提取罐、二手生物发酵罐、二手干燥机、二手吊带离心机、二手压滤机、二手不锈钢储罐回收。