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MVR蒸發器-蒸發結晶工程專家

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MVR蒸發器在工業廢水處理中的工作原理

時間↟•│◕:2021/04/27

MVR是機械蒸汽再壓縮的縮寫↟↟☁。MVR蒸發器是一種利用自身產生的二次蒸汽能量來降低外部能源需求的節能技術↟↟☁。廣泛應用於化工₪☁▩、食品₪☁▩、造紙₪☁▩、醫藥₪☁▩、海水淡化₪☁▩、汙水處理等領域↟↟☁。MVR蒸發器在工業廢水處理中是如何工作的·▩▩☁?


MVR蒸發器的工作過程是透過壓縮機壓縮低溫蒸汽◕✘·,使溫度和壓力升高◕✘·,焓升◕✘·,然後進入換熱器冷凝◕✘·,充分利用蒸汽的潛熱↟↟☁。除啟動外◕✘·,整個蒸發過程不需要產生蒸汽↟↟☁。在整個蒸發過程中◕✘·,除啟動外◕✘·,無原蒸汽的蒸發器二次蒸汽被壓縮機壓縮◕✘·,壓力和溫度升高◕✘·,焓變大↟↟☁。然後作為加熱蒸汽送到蒸發器的加熱室◕✘·,保持料液的沸騰狀態◕✘·,加熱蒸汽本身冷凝成水↟↟☁。這樣可以充分利用廢蒸汽◕✘·,回收潛熱◕✘·,提高熱效率↟↟☁。蒸汽產生的經濟性相當於多效蒸發的30個效果↟↟☁。為了使蒸發裝置儘可能簡單◕✘·,操作方便◕✘·,可採用離心式壓縮機和羅茨式壓縮機↟↟☁。這些機器的容積流量在1:1.2到1:2壓縮比範圍內↟↟☁。
用焓熵圖描述了單級離心壓縮機的壓縮迴圈↟↟☁。單級離心壓縮機所需功率↟•│◕:如將蒸發器飽和水蒸氣從吸入口P1=1.9bar◕✘·,T1=119℃壓縮到P2=2.7bar◕✘·,T2=161℃(壓縮比π=1.4)↟↟☁。壓縮迴圈中蒸汽比焓的增加量為ΔHP↟↟☁。對於蒸汽的比焓H 2◕✘·,它透過壓縮機的內效率(等熵效率)方程↟•│◕:在此溫度下◕✘·,它進入蒸發器的加熱器↟↟☁。根據吸入蒸汽量◕✘·,kg/hr↟↟☁。高壓機組可變(有效)壓縮功◕✘·,kJ/kg↟↟☁。單位等熵壓縮功◕✘·,kJ/kg↟↟☁。
壓縮機的等熵效率(內效率)由吸入氣體的多重指數K和摩爾質量m以及吸入溫度和所需的壓力上升決定↟↟☁。對於原動機(電機₪☁▩、燃氣機₪☁▩、汽輪機等)的實際耦合功率◕✘·,考慮了較大的機械損耗裕度↟↟☁。採用標準材料製成的葉輪的單級離心壓縮機◕✘·,可獲得壓縮係數為1.8的水蒸汽壓升↟↟☁。如果使用鈦等優質材料◕✘·,壓縮係數可高達2.5↟↟☁。這樣◕✘·,最終壓力P2是吸入壓力P1的1.8倍◕✘·,即max pressure 的2.5倍↟↟☁。飽和蒸汽對應的溫升約為12-18k◕✘·,max 溫升可達30K◕✘·,這取決於吸入壓力↟↟☁。在蒸發技術中◕✘·,壓力通常是根據水的相應沸點溫度來表示的↟↟☁。這樣◕✘·,有效溫差就直接表示出來了↟↟☁。


MVR蒸發器採用壓縮機提高二次蒸汽能量◕✘·,二次蒸汽回收二次蒸汽潛熱↟↟☁。具體為↟•│◕:蒸發器產生的二次蒸汽透過絕熱壓縮機壓縮◕✘·,使其壓力和溫度升高◕✘·,然後作為加熱蒸汽送到蒸發器的加熱室冷凝放熱◕✘·,從而回收蒸汽的潛熱↟↟☁。在冷料進入蒸發器之前◕✘·,冷凝水的熱量被換熱器吸收以提高溫度↟↟☁。同時冷卻冷凝液和產品液◕✘·,進一步提高熱利用率↟↟☁。
MVR蒸發器的解決方案是在降膜蒸發器中◕✘·,透過物料迴圈泵在加熱管中迴圈↟↟☁。初始蒸汽在管外由新鮮蒸汽加熱◕✘·,溶液加熱煮沸產生二次蒸汽↟↟☁。二次蒸汽被渦輪風扇吸入↟↟☁。二次蒸汽加壓後◕✘·,溫度升高◕✘·,進入加熱室作為迴圈蒸發的熱源↟↟☁。正常啟動後◕✘·,二次蒸汽被透平壓縮機吸入◕✘·,加壓後變成熱蒸汽◕✘·,迴圈蒸發連續進行↟↟☁。蒸發的水最終會變成冷凝水排出↟↟☁。來自蒸發器的二次蒸汽被壓縮機壓縮◕✘·,壓力和溫度升高◕✘·,焓值升高↟↟☁。然後作為加熱蒸汽送至蒸發器的加熱室◕✘·,維持進料液的沸騰狀態◕✘·,加熱蒸汽本身冷凝成水↟↟☁。這樣既充分利用了待廢棄的原蒸汽◕✘·,又回收了潛熱◕✘·,提高了熱效率↟↟☁。蒸汽產生的經濟性相當於多效蒸發的30個效果↟↟☁。為了使蒸發裝置儘可能簡單◕✘·,操作方便◕✘·,通常採用單效離心壓縮機◕✘·,也可以是高壓風機或渦輪壓縮機↟↟☁。這些機器的容積流量在1:1.2到1:2壓縮比範圍內↟↟☁。對於低蒸發率◕✘·,也可以使用活塞式壓縮機₪☁▩、滑動式壓縮機或螺桿式壓縮機↟↟☁。
單級離心式壓縮機和高壓風機由於成本高◕✘·,在機械蒸汽再壓縮系統中得到了廣泛的應用↟↟☁。因此◕✘·,以下描述適用於本設計↟↟☁。離心式壓縮機是一種容積控制機械◕✘·,也就是說◕✘·,無論吸氣壓力有多大◕✘·,容積流量幾乎是恆定的↟↟☁。質量流量的變化與絕對吸入壓力成正比↟↟☁。


具有一定蒸發器作用的二次蒸汽不能直接作為一次效應的熱源◕✘·,只能作為二次效應或二次效應的熱源↟↟☁。如果它被用作這種效果的熱源◕✘·,就必須給它額外的能量來提高它的溫度(壓力)↟↟☁。蒸汽噴射泵只能壓縮部分二次蒸汽◕✘·,而MVR蒸發器可以壓縮蒸發器中的所有二次蒸汽↟↟☁。



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