MVR系统蒸发连续结晶

MVR系统蒸发连续结晶

一、MVR基本原理

MVR（mechanical vapor recompression ）是机械式蒸汽再压缩技术的简称。MVR是利用蒸汽压缩机压缩二次蒸汽，将电能转换成热能，提高二次蒸汽的焓，被提高热能的二次蒸汽进入蒸发器进行加热，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。循环利用二次蒸汽已有的热能，从而可以不需要外部生蒸汽，依靠蒸发器自循环来实现蒸发浓缩的目的。系统通过PLC、单片机、组态等形式来控制温度、压力马达转速，保持蒸发平衡。从理论上来看，使用MVR技术比传统蒸发器节省80%以上的能源，节省90%以上的冷凝水，减少50%以上的占地面积。

其原理如下图：

二、连续结晶器技术原理

结晶是从溶液中析出固体的过程，显而易见固体在溶液中的溶解度与确定结晶过程密切相关。溶液的过饱和度是工业结晶的主要推动力。

连续结晶器与间歇结晶器相比具有以下优点：连续结晶具有收效高、能耗低、母液少、产品质量好、自动化程度高、设备占地面积小及操作人员少等优点。由于连续结晶器具有较高的生产效率，一套连续结晶器往往可以取代数套乃至数十套间歇结晶器，相应配套设备的数量也大大减少。连续结晶器可以方便地和机械压缩泵组合，在低温下进行蒸发结晶，不但不需要蒸汽，而且无需冷冻水。节能的同时也避免了庞大的冷冻机投资。

结晶过程产量决定于结晶固体与其溶液之间的相平衡关系，通常可用固体在溶液中的溶解度来表示这种相平衡关系。溶液的过饱和与溶解度曲线的关系如下图所示。

图中的AB线为普通的溶解度曲线，CD线代表溶液过饱和而能自发

地产生晶核的浓度曲线（超溶解度曲线）。这两根曲线将浓度——温度图分割为三个区域。AB线以下是稳定区，在此区中溶液尚未达到饱和，因此没有结晶的可能。AB线以上为过饱和溶液区，此区又分为两部分：在AB与CD线之间成为介稳区，在这个区域中，不会自发地产生晶核，但如果溶液中已加了晶种，这些晶种就会长大。CD 线以上是不稳区，在此区域中，溶液能自发地发生晶核。工业结晶过程要避免自发成核，才能保证得到平均粒度大的结晶产品。只要尽量控制在介稳区才能达到这个目的。

三、工艺设计条件：

单台单级温升10-30℃(介质为水蒸汽，特殊可做到32℃，入口流量0.05-50T/h)，流量(MVR系统蒸发量)1~200吨/小时。

四、MVR系统主要说明

1.MVR系统

在汽-水体系中，饱和蒸汽的焓值远高于饱和水，也就是说饱和蒸汽所蕴含的能量远高于饱和水的。MVR的基本原理是将蒸发器中原本需要用冷却水冷凝的二次蒸汽，经压缩机压缩后提高其压力和饱和温度，与料液有了一定的传热温差后，再送入蒸发器加热器作为热源来加热料液。由于二次蒸汽的潜热得到了充分的利用，从而达到了节能的目的；

MVR蒸汽压缩机是MVR系统的核心部件，是系统的心脏，它通过对二次蒸汽进行压缩，提高系统内二次蒸汽的热焓，为系统连续提供蒸汽。

（1）控制系统：MVR蒸发系统控制中心，通过对马达转速的调节，阀门、流量计、温度、压力的控制，以达到自动蒸发、清洗、停机等操作。

（2）清洗系统：不同的溶液蒸发一段时间后，可能会发生结垢现象，一般说99%以上的结垢都是可以通过添加化学溶剂除去，一般可以使用原位清洗或者拆除清洗。

驱动设备

各种不同形式的原动机能够用于驱动蒸汽再压缩机。对于每种工况，驱动装置在其效率和可用动力类型的基础上进行选择。通常使用电动机作为驱动装置，电动机具有相当的优势是由于其标准化的防护类型和尺寸、较低的功率/重量比、功率/体积比、价格/性能比，以及最的维护要求。

2.测量控制系统

排除外部因素的干扰，维持所有的参数，如水蒸气压力，产品加料和真空在一个稳定的数值上是非常重要的，否则，这些参数可能会影响到蒸发装置的操作和产品质量的稳定。

（1）手动控制

装置用手动阀操作。浓缩的样品必须被定时检查。这种类型的控制系统适合于简单的装置或产品的质量精确度要求不高的长场合。（2）自动控制系统

一些重要的参数，如水蒸汽压力，产品加料速率，真空度，最终浓缩液的密度和液位可以用精密控制器使其保持恒定。

（3）装置的自动操作

采用可编程控制器控制设备的自动开启、实现产品生产、设备清洗的自动化。

（4）过程控制

装置由一个或几个自动系统控制。可以通过总线，在中央控制室对生产过程进行监视和操作，实现生产的高度自动化。

五、事故预防应急预案

1．防护安全措施

为发现压缩机工作中出现的异常情况、提供设备损耗预警并防止设备的机械损伤，需要震动监测、叶轮转速、轴承温度、压缩机壳体温度及离心压缩机的喘振防护等监测安全设备。

控制系统：自动报警，自动保护系统不受损伤，保持系统动态平衡。

2．预防措施

（1）严格遵守劳动纪律和工艺安全操作规程；

（2）特种作业人员持证上岗；

（3）维护保养和定期检验；

（4）发现问题及时处理；

（5）应急预案和应急演练。

3.应急预案

（1）相应的操作和措施

（2）现场人员自救逃生

（3）控制事故的发展和抢救

（4）应急指挥和协调

压力容器设备处于生产的工艺流程之中，与其他设备相连，必须停工加盲板隔离出工艺系统，界面交接清楚。

开具安全作业票能够消除和消减风险，保障人身安全和设备安全。

当生产装置中发生突发性危险化学品泄漏或火灾爆炸事故时，现场人员应当立即首先向119 报警，同时向调度室报告。