mvr蒸发器 运行原理

mvr蒸发器运行原理

MVR是蒸汽机械再压缩技术

(mechanical bapor 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节能技术。早在60年代，德国和法国已成功的将该技术用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化及污水处理等领域。

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。

蒸发器其工作过程是将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。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。机械蒸汽再压缩的原理

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绝对吸入压力成比例。

能量变化图

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 mvr 能流图能流图

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，最终压力p2就是吸入压力p1的1.8倍，或最大2.5倍，这对应于饱和蒸汽温度升高约12-18K，最大温升可到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。采用机械蒸汽再压缩的原因。

1)单位能量消耗低

2) 因温差低使产品的蒸发温和

3) 由于常用单效使产品停留时间短

4) 工艺简单，实用性强

5) 部分负荷运转特性优异

6) 操作成本低

通过使用相对少的能量，即在压缩热泵情况下的压缩机叶轮的机械能，能量被加入工艺加热介质中并进入连续循环。在此情况下，不需要一次蒸汽作为加热介质。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

多级离心压缩机离心压缩机的设计细节

气体出口

整体蜗壳

允许最终压力高达

进口导向叶轮

用于连续调节，

达到最大的部分载荷效率

气体入口

最高质量的小齿轮轴

确保安全操作

免维护的小齿轮轴承

具有最佳的润湿特性

坚固的齿轮箱

紧凑设计

斜齿轮

直接驱动主油泵

给轴承和齿轮提供

可靠的润滑

半开式设计的叶轮

允许每级达到

最大的压力比技术特点:

mvr原理图

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)可以在40?下蒸发而无需冷冻设备，特别适合热敏性物料。应用推广范围:

1)蒸发浓缩

2)蒸发结晶

3)低温蒸发技术参数:

1)蒸发一吨水需要耗电为23-70度电;

2)可以实现蒸发温度17- 40?的低温蒸发(无需冷冻水系统)