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MVR蒸发器

工作原理

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。
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。蒸发出的水分最终变成冷凝水排出。

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。最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是最终压力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
4)蒸发一吨水需要耗电为23-70度电;
5)可以实现蒸发温度17-40℃的低温蒸发,无需冷冻水系统。


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