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MVR蒸發器
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MVR蒸發器

主要原理:

機械式蒸汽再壓縮 (MVR)蒸發器利用蒸發器中產生的二次蒸汽,經壓縮機壓縮,壓力、溫度升高,熱焓增加,然后送到蒸發器的加熱室當作加熱蒸汽使用,使料液維持沸騰狀態,而加熱蒸汽本身則冷凝成水。這樣,原來要廢棄的蒸汽就得到了充分的利用,回收了潛熱,又提高了熱效率,生蒸汽的經濟性相當于多效蒸發的30效,減少了對外部加熱及冷卻資源的需求,降低能耗,減少污染。

 

二、適用范圍:

機械式蒸汽再壓縮(MVR)蒸發器,適用于牛奶、葡萄糖、有機酸、VC、木糖、制藥、化工、生物工程、環保工程、廢液回收、造紙、制鹽等行業進行低溫濃縮。特別是沸點升高較低的物料或易蒸發的者稀物料。

 

三、系統組成:

由加熱器、分離器、壓縮機、真空泵、循環泵、操作平臺、電器儀表控制柜及閥門、管路等系統組成,結構非常簡單。

 

四、主要特點:

1、MVR 節能蒸發器技術是目前國際最為先進的蒸發器技術,僅需要極少量生蒸汽(開機啟動時需少量生蒸汽,正常運行中幾乎不再需要生蒸汽),極大地降低企業運行成本,減少環境污染。

2、由于采用壓縮機提供熱源,和傳統蒸發器相比,溫差小得多,能夠達到溫和蒸發,極大地提高產品質量、降低結垢。

3、無需冷凝器或只需很小面積的冷凝器,結構與流程非常簡單,全自動操作,可連續運行,安全可靠。

4、設備內配CIP清洗管路,可實現就地清洗,整套設備 操作方便,無死角。

5、該蒸發器是物料在低溫(蒸發溫度35-100)、且不產生泡沫的狀態下進行蒸發,料液均勻,不跑料,不易結焦,物料加熱變性最小。

6、傳統多效蒸發器采用新鮮蒸汽作為能源,如五效蒸發器蒸發1噸水一般消耗新鮮蒸汽0.23噸;MVR機械壓縮蒸發器消耗的能源是電能,蒸發1噸水一般消耗電15-27度,一般沸點升高較小的物料可以達到噸水電耗20度以下。能源節省程度與用戶當地的新鮮蒸汽單價與電價密切相關,如蒸汽單價180/噸,電價每度0.7元與五效蒸發器比,每蒸發一噸水能耗節省0.23*180-20*0.7=27.4元,如蒸發量為100噸,每年運行時間為330天,每天工作24小時,每年的節約能耗費用是27.4*100*24*330=21700800元。MVR蒸發器比五效蒸發器節能60%以上。

7、MVR機械壓縮蒸發器的價格是多效蒸發器的2倍上下,對于新建項目,比較投資差異,投資采購MVR多花的投入一般在300個運行日內可收回。對于用MVR機械壓縮蒸發器替換原有的多效蒸發器的節能改造項目,改造投資一般在500個運行工作日內可以收回。

 

 

四、用于蒸發蒸餾等裝置的三種技術比較:

蒸發、蒸餾、蒸發結晶、蒸發干燥裝置都是高能耗的。

能耗在這些裝置的運行成本中占很大的比例,因此單位能耗的降低和優化對降低整個運行成本至關重要。

目前有三種主要的技術實現比能耗的最小化,可單獨應用,也可聯合應用:

◆多效技術(Multiple Effect Evaporator,MEE

◆熱力蒸汽再壓縮技術(Thermal Vapour Recompressor,TVR

◆機械蒸汽再壓縮技術(Mechanical Vapour Recompressor,MVR

 

1.多效技術

在多效蒸發裝置中,由新蒸汽加熱第一效產生的蒸汽不進入冷凝器,而是作為第二效的加熱介質得以再次利用。這樣可以將新蒸汽消耗有效降低約50%。重復利用此原理,可進一步降低新蒸汽消耗。第一效的最高加熱溫度與最后一效的最低沸點溫度形成了總溫差,分布于各個效。結果,每效溫差隨效數增加而減小。所以為達到指定的蒸發速率必須增大加熱面積。初步估算表明,用于所有效的加熱面積隨效數成比例增加,這樣一來蒸汽節省量逐漸減少的同時,投資費用顯著增加。

2.熱力蒸汽再壓縮技術

熱力蒸汽再壓縮時,根據熱泵原理,來自沸騰室的蒸汽被壓縮到加熱室的較高壓力;即能量被加到蒸汽上。由于與加熱室壓力相對應的飽和蒸汽溫度更高,使得蒸汽能夠再用于加熱。為此采用蒸汽噴射壓縮器。它們是根據噴射泵原理來操作,沒有活動件,設計簡單而有效,并能確保最高的工作可靠性。使用一臺熱力蒸汽壓縮器與增加一效蒸發器具有相同的節省蒸汽/節能效果。熱力蒸汽壓縮器的操作需要一定數量的新蒸汽,即所謂的動力蒸汽。這些動力蒸汽必須被傳送到下一效,或者被送至冷凝器作為殘余蒸汽。包含在殘余蒸汽中的剩余能量大約與動力蒸汽所提供的能量相當。

3.機械蒸汽再壓縮技術

機械蒸汽再壓縮時,通過機械驅動的壓縮機將蒸發器蒸出的蒸汽壓縮至較高壓力。因此再壓縮機也作為熱泵來工作,給蒸汽增加能量。與用循環工藝流體(即封閉系統,制冷循環)的壓縮熱泵相反,因為蒸汽再壓縮機是作為開放系統來工作,故可將其視為特殊的壓縮熱泵。在蒸汽壓縮和隨后的加熱蒸汽冷凝之后,冷凝液離開循環。加熱蒸汽(熱的一側)與二次蒸汽(冷的一側)被蒸發器的換熱表面分隔開來。開放式壓縮熱泵與封閉式壓縮熱泵的對比表明:在開放系統中的蒸發器表面基本上取代了封閉系統中工藝流體膨脹閥的功能。通過使用相對少的能量,即在壓縮熱泵情況下的壓縮機葉輪的機械能,能量被加入工藝加熱介質中并進入連續循環。在此情況下,不需要一次蒸汽作為加熱介質。

 

在多效熱力蒸汽再壓縮系統中,待釋放的冷凝熱仍然很高。在多效裝置中,如果有n效,冷凝熱約為一次能量輸入的1/n。而且,蒸汽噴射壓縮器只能壓縮一部分的二次蒸汽,動力蒸汽的能量必須作為余熱釋放給冷卻水。然而,開放式壓縮熱泵原理的使用可以顯著減少甚至消除通過冷凝器釋放的熱量。為達到最終的熱平衡,可能需要少量的剩余能量或殘余蒸汽的冷凝,因此允許恒定的壓力比和穩定的操作條件。采用機械蒸汽再壓縮的原因:

◆單位能量消耗低

◆因溫差低使產品的蒸發溫和

◆由于常用單效使產品停留時間短

◆工藝簡單,實用性強

◆部分負荷運轉特性優異

◆運行成本低

 

MVR蒸發濃縮設備:

◆利用MVR(蒸汽機械壓縮裝置)把全部的二次蒸汽壓縮升溫成加熱蒸汽并循環往復利用的蒸發濃縮設備。

MVR蒸發器的安裝空間是普通多效蒸發器的兩倍左右,設備投資金額也較大,但是運行費用比普通多效蒸發器要低很多。

◆為了避免操作人員失誤或因錯誤操作引起MVR發生故障,保護設備的自控操作系統是必要的。

 

MVR蒸發器的幾種形式:

根據濃縮產品的物料特性與最終濃縮液的濃縮程度主要供應以下形式

CSFM

適用于物料的沸點上升(BPE)不是很大,通過MVR單次壓縮二次蒸汽即可滿足設計要求的情況。比起CDFM形式,安裝空間更小,設備投資費用較低。

CDFM

使用CSFM不能充分達到設計濃度的情況下所使用的蒸發器形式,把二次蒸汽進行二次或更多次壓縮來得到比CSFM更高溫度的加熱蒸汽。CDFMCSFM設備安裝空間要大,設備投資費用也相對較高。

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