MVR-机械式再压缩蒸发器知识汇总
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MVR蒸发器原理、处理工艺及应用详解1、MVR蒸发结晶技术介绍MVR是蒸汽机械再压缩技术的简称,MVR蒸发器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。
MVR蒸发器的原理是利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽,提高二次蒸汽的压力和温度。
被提高热能的二次蒸汽打入加热器对原液再进行加热,受热的原液继续蒸发产生二次蒸汽,从而实现持续的蒸发状态。
MVR技术的核心是将二次蒸汽的热烩通过压缩提升其温度作为热源替代新鲜蒸汽。
即外加一部分压缩机做功来实现循环蒸发,从而可以不需要外部鲜蒸汽,依靠蒸发系统自循环来实现蒸发浓缩的目的。
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。
从理论上来看,使用MVR蒸发器比传蒸发器节省60%-80%以上的能源,节省90%以上的冷却水。
2、废水处理MVR工作原理工业废水处理中,MVR蒸发装置的蒸汽机通过机械压缩方法即涡轮增压的原理使空气得到有效压缩,形成机械能与动能。
在较为封闭的容器内,相关装置通过加热与蒸发,可促进热力资源与电力能源之间的转化,由此解决能源消耗。
如上图,在MVR系统中,预热阶段的热源由蒸汽发生器提供,直至物料开始蒸发产生蒸汽。
物料经过加热产生的二次蒸汽,通过压缩机压缩成为高温高压的蒸汽,在此产生的高温高压蒸汽作为加热的热源。
蒸发腔内的物料经加热不断蒸发,而经过压缩机的高温高压蒸汽通过不断的换热,冷却变成冷凝水,即处理后的水。
压缩机作为整个系统的热源,实现了电能向热能的转换,避免了整个系统对外界生蒸汽的依赖与摄取。
3、系统主要组成(1)加热室加热室为列管式换热器,管程内为物料、壳程内为蒸汽,壳程内配有多个折流板,增加扰动强化传热。
采用强制循环轴流泵做动力,使物料循环蒸发,提高物料的流速以免换热管结垢。
(2)分离室/结晶室分离室/结晶室为立式装置,在蒸发中起到汽液分离、物料沉降、晶体生长的作用。
设计时应使物料有比较大的分离空间,减少物沫夹带,并考虑晶体的生长空间。
机械蒸汽再压缩式蒸发器(MVR),是将二次蒸汽经压缩机压缩后,使加热热量得到循环利用。
该系统能耗低,结构简单,运行稳定,无需冷凝器、冷却塔等设备,也无需生蒸汽、冷却水等公用工程。
该技术也适用于企业原有的多效蒸发系统的改造。
以每年蒸发量为10吨/小时的蒸发器为例,MVR运行费用比三效蒸发器的节省367.2万元。
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)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。
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);3)无需生蒸汽;4)无需冷凝器以及冷却水。
应用推广情况:■ 蒸发浓缩■ 蒸发结晶■ 低温蒸发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。
工艺流程的优化设计是投资节省的关键所在,例如,优化设计液柱静压,使冷凝水不回流,不倒灌,这样通常的多台冷凝水罐,只需设计一台就可以。
就蒸发器形式而言,要优先选择降膜蒸发器,因为降膜没有液柱静压力,纯热温差显著高于其它形式。
如果出于物料特性的原因选择其它形式的蒸发器,那么也应强化管内循环流速的设定,实验证明,提高流速可以使所需蒸发面积明显减少。
全面了解MVR蒸发工艺知识,不用到处查资料!一、蒸发工艺及设备简介(降膜为主)蒸发(或蒸馏法)虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍是浓缩或制淡水的主要方法。
蒸馏过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原理如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带咸味的。
根据所用能源、设备、流程不同主要可分多效蒸发、多级闪急蒸发、蒸汽压缩蒸发(MVR)等。
多效蒸发技术多效蒸发是最古老的淡化方法之一,在多级闪蒸诞生以前一直是蒸发、浓缩的主导。
原理:多效蒸发是由单效蒸发组成的系统。
将前一蒸发器产生的二次蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽,并在下一效蒸发器中冷凝成蒸馏水,如此依次进行。
原料水进入系统方式:有逆流、平流(分别进入各效)、并流(从第1效进入)和逆流预热并流进料等。
1多效蒸发的特点与多级闪蒸比较而言的。
优点:①多效蒸发的换热过程是沸腾和冷凝传热,是相变传热,因此传热系数是很高。
总的来说多效蒸发所用的传热面积比多级闪蒸少。
②多效蒸发通常是一次通过式的蒸发,不像多级闪蒸那样大量的液体在设备内循环,因此动力消耗较少;③多效蒸发的浓缩比高;④多效蒸发的弹性大。
2多效蒸发流程的分类多效蒸发的工艺流程主要有三种,顺流、逆流和平流。
顺流:是指料液和加热蒸汽都是按第一效到第二效的次序前进。
特点:①多效的真空度依次增大,即绝对压力依次降低;故料液在各效之间的输送不必用泵,而是靠压差自然流动到后面各效;②温度也是依次降低,故料液从前一效通往后一效时就有过热现象,也就是发生闪蒸,产生一些蒸汽,即淡水;③对浓度大,黏度也大的物料而言,后几效的传热系数就比较低;而且由于浓度大,沸点就高,各效不容易维持较大的温度差,不利于传热。
平流:平流是指各效都单独平行加料,不过加热蒸汽除第一效外,其余各效皆用的是二次蒸汽。
适用于:容易结晶的物料,如制盐,一经加热蒸发,很快达到过饱和状态,结晶析出。
在水处理过程中主要是要获取淡水,不需用逆流和平流,而且逆流和平流没有顺流的热效率高。
机械式蒸汽再压缩技术(MVR)蒸发零排放详解1、MVR原理MVR是机械式蒸汽再压缩技术(Mechanical Vapor Recompression)的简称,是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量,将低品位的蒸汽经压缩机的机械做功提升为高品位的蒸汽热源。
如此循环向蒸发系统提供热能,从而减少对外界能源需求的一项节能技术。
为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便,可使用离心式压缩机、罗茨式压缩机。
这些机器在1∶1.2到1∶2压缩比范围内其体积流量较高。
2、机械蒸汽再压缩蒸发器(MVR蒸发器)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。
如图所示,将蒸发过程中产生的二次蒸汽进行压缩,然后返回蒸发器作为加热蒸汽。
蒸发产生的二次蒸汽温度较低,但含有大量潜热,二次蒸汽经压缩机压缩提高温度(压力)后,送回原蒸发器的换热器用作热源,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充分的利用,回收潜热,提高热效率,经济性相当于多效蒸发的20效。
·MVR蒸发器主要特点:1)无需生蒸汽2)低能耗、低运行费用3)可与结晶器组合,做成MVR形式的连续结晶器·MVR蒸发器与多效蒸发器蒸发每吨水的费用比较:为了降低运行成本,本方案采用MVR技术,此项目使用进口风机,将二次蒸汽压缩,达到系统运行需要的蒸发温差。
除了在系统开启时使用蒸汽将系统预热外,整套系统正常运行时只需使用电力,不需补充生蒸汽。
风机的吸入端为部分真空,这样可以降低晶浆进入离心机时形成的闪蒸蒸汽。
系统运行不需要补充生蒸汽,因为系统产生的所有高温冷凝水都被用于将物料预热至接近沸点;风机压缩蒸汽时产生的热能将用于完成剩余的物料预热,同时补偿系统产生的热损失,提供足够的热能保证空气和不凝汽的排出。
风机采用变频控制电机驱动。
变频控制可以让风机在最佳转速下运行,消除入口导叶损失;通过软启动,降低对整个系统的冲击,延长风机和电机的使用寿命。
一、机械式蒸汽再压缩技术(以下简称MVR)是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量,将低品位的蒸汽经压缩机的机械做功提升为高品位的蒸汽热源。
如此循环向蒸发系统提供热能,从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。
在该系统中,预热阶段的热源由蒸汽发生器提供,直至物料开始蒸发产生蒸汽。
物料经过加热产生的二次蒸汽,通过压缩机压缩成为高温高压的蒸汽,在此产生的高温高压蒸汽作为加热的热源,蒸发腔内的物料经加热不断蒸发,而经过压缩机的高温高压蒸汽通过不断的换热,冷却变成冷凝水,即处理后的水。
压缩机作为整个系统的热源,实现了电能向热能的转换,避免了整个系统对外界生蒸汽的依赖与摄取。
二、MVR系统设备组成从MVR蒸发工艺流程不难看出,MVR蒸发系统是由各个设备串联在一起所组成,各设备之间要在热力学和传热学方面巧妙地匹配,以使整个系统达到最佳效果。
系统中的主要设备有以下4个:1、压缩机。
MVR压缩机的选型主要有罗茨压缩机和离心压缩机两种。
罗茨鼓风机常被用来压缩小流量的蒸汽,属于是容积型压缩机,其提供风量小,温升大,适用于蒸发量小,沸点升高大的物料。
离心式压缩机为压差式风机,提供的压差小,流量大,温升小,排气均匀,气流无脉冲,适合蒸发量较大,沸点升高较小的物料。
综合来看,离心式压缩机的稳定性要优于罗茨压缩机,但离心式压缩机有时会发生喘振现象,会导致压缩机不稳定。
2、蒸发器。
蒸发处理装置的型式一般分为升膜蒸发和降膜蒸发两种。
其主要根据处理物的特性、能耗进行选择。
目前,国内主要采用降膜蒸发方式。
3、热交换器。
在MVR热泵蒸发工艺过程中,所使用的换热器多为间壁式换热器。
在这类换热器内,冷热流体不直接接触,而是通过间壁进行换热。
生产中常用的间壁式换热器类型有:列管式换热器、波纹式换热器和螺旋式换热器。
4、气液分离器。
气液分离器是提供物料和二次蒸汽分离的场所。
其作用主要为将雾沫中的溶液聚集成液滴,把液滴与二次蒸汽分离。
值得一提的是,分离器的设计要充分考虑蒸发量、蒸发温度、物料粘度、分离器液位等因素。
MVR蒸发器产品简介一、技术特性MVR蒸发器是英文(Mechanical Vapor Recompression)的缩写,被称之为“机械式蒸汽再压缩”蒸发器。
它是国际上二十世纪九十年代末开发出来的一种新型高效节能蒸发设备。
MVR蒸发器是采用低温和低压汽蒸技术和清洁能源----“电能”,产生蒸汽,将媒介中的水分分离出来。
目前MVR是国际上最先进的蒸发技术,是替代传统蒸发器的升级换代产品。
目前该项技术只有北美和欧洲等一些发达国家掌握了该项技术在众多领域中的应用。
MVR蒸发器的基本原理是:在MVR蒸发器系统内,在一定的压力下,利用蒸汽压缩机对换热器中的不凝气(开始预热时)和水蒸汽(开始蒸发时)进行压缩,从而产生蒸汽, 同时释放出热能。
产生的二次蒸汽经机械式热能压缩机(类似于鼓风机)作用后,并在蒸发器系统内多次重复利用所产生的二次蒸汽的热量,使系统内的温度提升5~20℃,热量可以连续多次的被利用,新鲜蒸汽仅用于补充热损失和补充进出料热焓,大幅度减低蒸发器对外来新鲜蒸汽的消耗。
提高了热效率,降低了能耗,避免使用外部蒸汽和锅炉(本蒸汽再压缩式节能蒸发器的主要运行费用仅仅是驱动压缩机的电能)。
由于电能是清洁能源,因此,MVR 蒸发器真正达到了“零”污染的排放(完全没有二氧化碳的排放)。
在中国各级政府大力提倡节能减排的今天,MVR技术的应用具有特别重要的现实意义。
MVR蒸发器原理图如图一所示:图一图二为一小型MVR蒸发器的实照图二图三为一中型MVR蒸发器的实照图三图四为一大型MVR蒸发器图四二、MVR蒸发器的特点1.热效率高,节省能源,功耗低。
蒸发一顿水的能耗只相当于传统蒸发器的四分之一到五分之一。
节能效果十分显著。
2.运行成本低。
MVR蒸发器耗能一般是传统多效蒸发器三分之一到四分之一。
节省的运行费用将是一大笔企业利润。
以一个每小时蒸发50吨水的MVR蒸发器来说,若以购买蒸汽200元/吨计算(内地的平均价格,深圳的价格为300元/吨),传统蒸发器的每吨水成本约为50元/吨(每吨蒸汽可以蒸发4吨水),而MVR蒸发器为20元/吨。
MVR蒸发器介绍MVR蒸发器的工作原理是将制品液体加热至其沸点,并将其在低压下转化为蒸汽。
传统的蒸发器中,制品液体需要在高温下蒸发,以获得足够的蒸发能量。
而MVR蒸发器则利用机械压缩循环,通过再压缩废热蒸汽,使其温度和压力提高,再次参与蒸发。
这种方式避免了对液体的过高加热,节约了能源消耗。
MVR蒸发器的核心部件是压缩机,它将低温低压的废热蒸汽抽出并进行再压缩。
再压缩过程中,废热蒸汽的温度和压力都会升高,从而增加了其潜热值和传递能量的能力。
再压缩后的蒸汽在蒸发器内与新鲜的营养液体进行热交换,使其蒸发,达到浓缩的目的。
与传统蒸发器相比,MVR蒸发器具有以下优点:1.高效节能:MVR蒸发器通过再压缩废热蒸汽,利用机械能实现蒸发,能够大幅度减少能源的消耗。
相比传统蒸发器,其能耗可以降低30%-80%,降低了生产成本。
2.温度控制精准:MVR蒸发器的工作温度由废热蒸汽的压力和温度决定,通过调整压缩机的运行参数,可以实现对温度的精确控制。
这对于一些对温度敏感的物料来说非常重要。
3.生产能力可调节:MVR蒸发器采用机械压缩循环,具有较大的过热度范围,可以根据生产需要进行调节,使其适应多种工况和物料的处理。
4.操作稳定可靠:MVR蒸发器采用闭路循环操作,无需外界的新鲜水和冷却水,减少了设备的维护工作,提高了设备的稳定性和可靠性。
5.无污染排放:MVR蒸发器在工作过程中几乎没有废气和废水排放,减少了对环境的负荷,符合可持续发展的要求。
MVR蒸发器的应用领域非常广泛。
在化工领域,它常被用于有机物的浓缩、结晶和回收;在食品工业中,可用于果汁、乳制品、酒精、酱油等的浓缩和回收;在制药行业中,可用于药物的浓缩和固体的干燥。
此外,MVR蒸发器还可以应用于废水处理、海水淡化等领域。
总结起来,MVR蒸发器具有高效节能、温度控制精准、生产能力可调节、操作稳定可靠、无污染排放等优点。
随着低碳经济和可持续发展的要求不断提高,MVR蒸发器发展前景广阔,有望成为蒸发技术的主流。
M V R-机械式再压缩蒸发器知识汇总-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANMVR——机械式蒸汽再压缩技术第一章 MVR概述MVR:(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节能技术.1、原理利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发系统产生的二次蒸汽,提高二次蒸汽的焓,提高热焓的二次蒸汽进入蒸发系统作为热源循环使用,替代绝大部分生蒸汽,生蒸汽仅用于系统初启动用、补充热损失和补充进出料温差所需热焓,从而大幅度降低蒸发器的生蒸汽消耗,达到节能目的。
MVR的理论基础是波义耳定律推导而出,即PV/T = K,其含义是一定质量的气体的压强*体积/温度为常数,也就意味着当气体的体积减小,压强增大时,气体的温度也会随即升高;根据此原理,当稀薄的二次蒸汽在经体积压缩后其温度会随之升高,从而实现将低温、低压的蒸汽变成高温高压的蒸汽,进而可以作为热源再次加热需要被蒸发的原液,从而达到可以循环回收利用蒸汽的目的。
2、工艺流程图1 机械式蒸汽再压缩技术原理图 图2机械式蒸汽再压缩工艺流程图热损失物料浓缩液蒸汽电能原料压缩机二次蒸汽成品冷凝第二章压缩机详解一、压缩机用来压缩气体借以提高气体压力或输送气体的机械称为压缩机。
也有把压缩机称为“压气机”和“气泵”的。
提升的压力小于时,称为鼓风机。
提升压力小于时称为通风机。
1、压缩机分类按工作原理分类(1)容积式压缩机直接对一可变容积中的气体进行压缩,使该部分气体容积缩小、压力提高。
其特点是压缩机具有容积可周期变化的工作腔。
(2)动力式压缩机它首先使气体流动速度提高,即增加气体分子的动能;然后使气流速度有序降低,使动能转化为压力能,与此同时气体容积也相应减小。
其特点是压缩机具有驱使气体获得流动速度的叶轮。
动力式压缩机也称为速度式压缩机。
按排气压力分类按压缩级数分类按容积流量分类名称容积流量/(m3/min)微型压缩机<1小型压缩机1~10中型压缩机10~100大型压缩机≥100单级压缩机气体仅通过一次工作腔或叶轮压缩两级压缩机气体顺次通过两次工作腔或叶轮压缩多级压缩机气体顺次通过多次工作腔或叶轮压缩,相应通过几次便是几级压缩机活塞式转子式滑片式涡旋式单螺杆二、离心压缩机离心压缩机是产生压力的机械,是透平压缩机的一种。
mvr 蒸发器概念MVR蒸发器概念概念介绍•MVR蒸发器是指机械蒸发再生器(Mechanical VaporRecompression),是一种能有效实现能源回收的蒸发设备。
•MVR蒸发器通过机械压缩再生,将低温废热转化为高温蒸汽,用于加热蒸发器内的物料,从而实现能量的循环利用。
•MVR蒸发器广泛应用于化工、制药、食品等行业中,以实现高效、节能、环保的物料浓缩处理。
工作原理•MVR蒸发器通过压缩机将废热蒸汽压缩成高温高压蒸汽,再通过换热器加热蒸发器内的物料。
•物料在蒸发器内受热蒸发,产生的蒸汽被分离器分离出来,而非挥发性物质则在蒸发器内逐渐浓缩。
•分离出的蒸汽通过压缩机再压缩成高温高压蒸汽,与新进的物料再次进行换热。
•这样循环往复,将废热能源回收利用,实现物料浓缩和能量效率的双重提升。
主要特点及优势•节能高效:MVR蒸发器通过回收废热能源,能耗仅为传统蒸发器的一半甚至更低。
•环保节能:无需直接排放烟尘废气和废水,减少了环境污染。
•适应性广泛:MVR蒸发器适用于各类物料的浓缩处理,包括高黏度物料。
•运行稳定可靠:采用机械压缩再生技术,设备运行稳定,维护成本低。
•自动化控制:配备先进的控制系统,实现自动控制和远程监控。
应用领域•化工:用于有机合成反应、盐类、染料等物料的浓缩、结晶处理。
•制药:用于药品合成、提取、浓缩、结晶等工艺。
•食品:用于果汁、浆糊、饮料等食品原料的浓缩处理。
•农业:用于农产品汁液、浸膏等的浓缩和回收。
•环保:用于废水处理中的废液浓缩和资源回收。
以上就是MVR蒸发器的相关概念及内容介绍。
MVR蒸发器作为一种高效环保的蒸发设备,将在各行业中发挥重要作用,实现资源的循环利用,达到节能减排的目标。
设备结构及工艺流程•MVR蒸发器主要由蒸发器、压缩机和换热器等组成。
•蒸发器:用于物料的加热和蒸发,将废热转化为高温蒸汽。
•压缩机:用于将产生的蒸汽压缩成高温高压蒸汽,提供加热能源。
•换热器:用于物料和蒸汽之间的热交换,实现能量的传递。
mvr蒸发器机械式蒸汽再压缩蒸发器MVR在、机械式蒸汽再压缩蒸发器mvr蒸发器机械式蒸汽再压缩(MVR蒸发器),其原理是利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽,把电能转换成热能,提高二次蒸汽的焓,被提高热能的二次蒸汽打入蒸发室进行加热,以达到循环利用二次蒸汽已有的热能,从而可以不需要外部鲜蒸汽,依靠蒸发器自循环来实现蒸发浓缩的目的。
通过PLC单片机组态等形式来控制系统温度压力马达转速,保持系统蒸发平衡。
从理论上看,使用MVR 蒸发器比传统蒸发器节省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。
主要原理: 机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发器利用蒸发器中产生的二次蒸汽,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,减少了对外部加热及冷却资源的需求,降低能耗,减少污染。
适用范围: 机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发器,适用于牛奶、葡萄糖、有机酸、VC、木糖、制药、化工、生物工程、环保工程、废液回收、造纸、制盐等行业进行低温浓缩。
系统组成: 由加热器、分离器、压缩机、真空泵、循环泵、操作平台、电器仪表控制柜及阀门、管路等系统组成,结构非常简单。
主要特点: 01. mvr节能蒸发器技术是目前国际最为先进的蒸发器技术,仅需要极少量生蒸汽(开机启动时需少量生蒸汽,正常运行中几乎不再需要生蒸汽),极大地降低企业运行成本,减少环境污染。
02. 由于采用压缩机提供热源,和传统蒸发器相比,温差小得多,能够达到温和蒸发,极大地提高产品质量、降低结垢。
03.无需冷凝器或只需很小面积的冷凝器,结构与流程非常简单,全自动操作,可连续运行,安全可靠。
04.设备内配CIP清洗管路,可实现就地清洗,整套设备操作方便,无死角。
MVR蒸发器工作原理MVR蒸发器是一种采用机械压缩蒸汽再循环的蒸发器,它利用蒸汽的能量来驱动蒸发过程,实现液体的浓缩。
下面将详细介绍MVR蒸发器的工作原理。
一、MVR蒸发器的基本原理MVR蒸发器是通过机械压缩蒸汽再循环的方式,将低温低压的蒸汽压缩成高温高压的蒸汽,然后再利用高温高压蒸汽进行蒸发作业。
其基本工作原理如下:1. 蒸汽压缩:MVR蒸发器通过蒸汽压缩装置将低温低压的蒸汽压缩成高温高压的蒸汽。
蒸汽压缩装置通常采用离心式压缩机或轴流式压缩机,将低温低压蒸汽吸入,经过压缩后输出高温高压蒸汽。
2. 蒸发过程:高温高压蒸汽进入蒸发器,与待浓缩的液体进行热交换。
在蒸发器内部,蒸汽释放热量给液体,使液体迅速蒸发,从而实现液体的浓缩。
蒸发器通常采用多级蒸发器,通过多个蒸发器级数的串联,可以实现更高的浓缩效果。
3. 蒸汽再循环:蒸发器中蒸发后的蒸汽经过分离器进行蒸汽与液体的分离,分离后的液体通过泵送回蒸发器进行再次蒸发。
而分离后的蒸汽则进入蒸汽压缩装置,再次进行蒸汽压缩,形成循环。
二、MVR蒸发器的优势和应用领域MVR蒸发器相比传统的多效蒸发器具有以下优势:1. 节能高效:MVR蒸发器利用机械压缩蒸汽再循环的方式,能够将低温低压蒸汽压缩成高温高压蒸汽,提高了热能利用效率,节约能源消耗。
2. 环保节能:MVR蒸发器无需外部蒸汽供应,通过蒸汽再循环,减少了对环境的污染,符合可持续发展的要求。
3. 操作灵活:MVR蒸发器具有较高的操作灵活性,可根据生产需求进行调节,实现自动化控制。
MVR蒸发器广泛应用于以下领域:1. 食品工业:如果汁、乳制品、酱油等液体的浓缩和脱水。
2. 化工工业:如盐类、化肥、药品等的浓缩和结晶。
3. 环保工业:如污水处理中的浓缩和脱水。
4. 能源工业:如海水淡化中的脱盐和水蒸发。
三、MVR蒸发器的工作流程MVR蒸发器的工作流程主要包括以下几个步骤:1. 启动和预热:启动蒸汽压缩装置,使其达到正常工作温度和压力。
MVR蒸发器的设计知识MVR蒸发器是一种基于机械蒸发原理的设备,广泛应用于化工、食品、医药等行业中的浓缩、结晶等工艺过程。
它通过利用高温蒸汽的热量将物料中的水分进行汽化,然后再对蒸汽进行冷凝与回收,实现物料的浓缩。
设计一个高效可靠的MVR蒸发器需要考虑以下几个方面的知识:1.MVR蒸发器的工作原理MVR蒸发器是通过利用机械能将低品位的蒸汽增压至较高压力,然后将其加热成高温蒸汽,再将高温蒸汽传递给传热表面,使物料中的水分汽化。
蒸汽变成高温蒸汽后,通过换热传递给冷凝器进行冷凝,释放热量,同时将回收的凝液用作循环液体,通过泵加压进入蒸汽增压装置,实现能量的循环回收。
2.MVR蒸发器的结构设计3.加热传热面积的设计加热传热面积的大小直接影响到蒸发器的蒸发能力和蒸汽消耗量。
一般来说,加热传热面积越大,蒸发能力越大,但也会增加设备的尺寸和成本。
因此,需要根据具体的工艺需求和经济考虑进行合理的加热传热面积的设计。
4.换热传热效率的设计换热传热效率的设计是指在传热过程中尽可能提高蒸发器的传热效率,减少能量的损耗。
可以通过合理选择传热介质、优化传热方式、改善传热流动状态等方式来提高传热效率。
5.液相分离的设计液相分离是指将蒸发器中蒸发产生的气体与液体进行分离,以保证气体可以进一步冷凝回收,而液体则可以循环利用。
合理的液相分离设计可以提高蒸发器的效率,减少对环境的污染。
6.泵压的设计泵压的设计直接影响到蒸发器的循环液体流动速度和能耗。
过高的泵压会增加能耗,而过低的泵压则可能导致流动不畅,影响传热效果。
因此,需要根据具体工艺条件和能量消耗考虑,合理选择泵压。
7.传热介质的选择传热介质的选择要考虑其传热性能、安全性和经济性。
常用的传热介质有蒸汽、热媒油等。
需要根据工艺要求和经济性选择合适的传热介质。
8.过程参数的控制综上所述,MVR蒸发器的设计需要掌握相关的机械工程、传热传质、流体力学、控制工程等知识。
同时需要结合具体工艺条件、经济性和可靠性的需求,进行合理的设计。
第一章 MVR概述MVR:(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节能技术.1、原理利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发系统产生的二次蒸汽,提高二次蒸汽的焓,提高热焓的二次蒸汽进入蒸发系统作为热源循环使用,替代绝大部分生蒸汽,生蒸汽仅用于系统初启动用、补充热损失和补充进出料温差所需热焓,从而大幅度降低蒸发器的生蒸汽消耗,达到节能目的。
MVR的理论基础是波义耳定律推导而出,即PV/T = K,其含义是一定质量的气体的压强*体积/温度为常数,也就意味着当气体的体积减小,压强增大时,气体的温度也会随即升高;根据此原理,当稀薄的二次蒸汽在经体积压缩后其温度会随之升高,从而实现将低温、低压的蒸汽变成高温高压的蒸汽,进而可以作为热源再次加热需要被蒸发的原液,从而达到可以循环回收利用蒸汽的目的。
2、工艺流程图1 机械式蒸汽再压缩技术原理图图2机械式蒸汽再压缩工艺流程图第二章压缩机详解一、压缩机用来压缩气体借以提高气体压力或输送气体的机械称为压缩机。
也有把压缩机称为“压气机”和“气泵”的。
提升的压力小于时,称为鼓风机。
提升压力小于时称为通风机。
1、压缩机分类按工作原理分类(1)容积式压缩机直接对一可变容积中的气体进行压缩,使该部分气体容积缩小、压力提高。
其特点是压缩机具有容积可周期变化的工作腔。
(2)动力式压缩机它首先使气体流动速度提高,即增加气体分子的动能;然后使气流速度有序降低,使动能转化为压力能,与此同时气体容积也相应减小。
其特点是压缩机具有驱使气体获得流动速度的叶轮。
动力式压缩机也称为速度式压缩机。
按排气压力分类按压缩级数分类按容积流量分类活塞式转子式滑片式涡旋式单螺杆几种特殊的压缩机二、离心压缩机离心压缩机是产生压力的机械,是透平压缩机的一种。
透平是英译音“TURBINE”,即旋转的叶轮。
离心压缩机:指气体在压缩机中的运动是沿垂直于压缩机轴的径向进行的。
所以也称径流压缩机。
离心式压缩机工作原理具有叶片的工作轮在压缩机的轴上旋转,进入工作轮的气体被带着旋转,增加了动能(速度)和静压头(压力),然后出工作轮进入扩压器内,在扩压器内气体的速度转变为压力,进一步提高压力,经过压缩的气体再经弯道和回流器进入下一级叶轮进一步压缩至所需的压力。
气体在叶轮中提高压力的原因有两个:一是气体在叶轮叶片作用下,跟着叶轮做高速的旋转,而气体由于受旋转所产生的离心力的作用使气体的压力升高;二是叶轮是从里到外逐渐扩大的,气体在叶轮里扩压流动,使气体通过叶轮后压力提高。
离心式压缩机分类(1)按轴的型式分:单轴多级式,一根轴上串联几个叶轮;双轴四级式,四个叶轮分别悬臂地装在两个小齿轮的两端,旋转靠电机通过大齿轮驱动小齿轮。
(2)按气缸的型式分:水平剖分式和垂直剖分式。
(3)按级间冷却形式分类:级外冷却,每段压缩后气体输出机外进入冷却器;机内冷却,冷却器和机壳铸为一体。
(4)按压缩介质分类:空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机等。
离心式压缩机的特点优点:(1)由于是连续旋转式机械,可以大大地提高进入其中的工质量,提高功率。
所以,离心式压缩机的第一个特点是:功率大。
(2)由于工质量可以提高,必然导致叶片转速的提高,所以第二个特点是高速性。
(3)无往复运动部件,动平衡特性好,振动小,基础要求简单;(4)易损部件少,故障少、工作可靠、寿命长;(5)机组单位功的重量、体积及安装面积小;(6)机组的运行自动化程度高,调节范围广,且可连续无级调节;(7)在多级压缩机中容易实现一机多种蒸发温度;(8)润滑油与介质基本上不接触,从而提高了冷凝器及蒸发器的传热性能;(9)对大型压缩机,可由蒸气动力机或燃气动力机直接带动,能源使用经济合理;缺点:(1)单机容量不能太小,否则会使气流流道太窄,影响流动效率;(2)因依靠速度能转化成压力能,速度又受到材料强度等因素的限制,故压缩机每级的压力比不大,在压力比较高时,需采用多级压缩;(3)特别情况下,机器会发生喘振而不能正常工作;离心机压缩机的工作原理分析常用名词解释:(1)级:每一级叶轮和与之相应配合的固定元件(如扩压器等)构成一个基本的单元,叫一个级。
(2)段:以中间冷却器隔开级的单元,叫段。
这样以冷却器的多少可以将压缩机分成很多段。
一段可以包括很多级。
也可仅有一个级。
(3)标态:0℃,1标准大气压。
(4)进气状态:一般指进口处气体当时的温度、压力。
(5)重量流量:一秒时间内流过气体的重量。
(6)容积流量:一秒时间内流过气体的体积。
(7)表压(G):以当地大气为基准所计量的压强。
(8)绝压(A):以完全真空为基准所计量的压强。
(9)真空度:与当地大气负差值。
(10)压比:出口压力与进口压力的比值。
(11)比容:单位质量的物质所占有的容积,符号V表示,数值为密度的倒数。
离心式压缩机性能参数:离心压缩机的主要性能参数是流量、排气压力、有效功率、效率、轴功率、转速、压缩比和温度。
(1)流量:单位时间内流经压缩机流道任一截面的气体量,通常以体积流量和质量流量两种方法来表示。
体积流量——是指单位时间内流经压缩机流道任一截面的气体体积,其单位为m³/s。
因气体的体积随温度和压力的变化而变化,当流量以体积流量表示时,须注明温度和压力。
质量流量——是指单位时间内流经压缩机流道任一截面的气体质量,其单位为kg/s。
(2)排气压力:即指压缩机出口压力。
(3)有效功率:有效功率是指在气体的压缩过程中,叶轮对气体所作的功,绝大部分转变为气体的能量,另有一部分能量损失,该损失基本上包括流动损失、轮阻损失和漏气损失三部分,我们将被压缩气体的能量与叶轮对气体所作功的比值称为有效功率。
(4)轴功率:离心式压缩机的转子在为气体升压提供有用功率,以及在气体升压过程中产生的流动损失功率、轮阻损失功率和漏气损失功率外,其本身也产生机械损失,即轴承的摩擦损失,这部分功率消耗约占总功率的2%~3%。
如果有齿轮传动,则传动功率消耗同样存在,约占总功率的2%~3%。
以上六个方面的功率消耗,都是在转子对气体作功的过程中产生的,它们的总和即为离心式压缩机的轴功率。
轴功率是选择驱动机功率的依据(5)效率:效率主要用来说明传递给气体的机械能的利用程度。
由于气体的压缩有等温压缩、绝热压缩和多变压缩等三种过程,所以,压缩机的效率也有等温效率、绝热效率和多变效率之分。
A、等温效率是指气体在压缩过程中,等温压缩功和叶轮对气体所作功的比值。
B、绝热效率是指气体在压缩过程中,绝热压缩功和叶轮对气体所作功的比值。
C、多变效率是指气体在压缩过程中,多变压缩功和叶轮对气体所作功的比值。
(6)转速:转速是指压缩机转子旋转的速度。
其单位是r/min。
(7)压缩比:出口压力与进口压力的比值。
(8)温度:一般用t℃表示,工程上也用绝对温度TK来表示,两者换算关系为TK=t+273。
压缩机“级”中的气体流动:叶轮被驱动机拖动而旋转,气体进入叶轮后,对气体作功。
那么气体既随叶轮转动,又在叶轮槽中流动。
反映出气体的压力升高、温度升高,比容降低。
叶轮转动的速度即气体的圆周速度,在不同的半径上有不同的数值,叶轮出口处的圆周速度最大。
气体在叶轮槽道内相对叶轮的流动速度为相对速度。
因叶片槽道截面积从进口到出口逐渐增大,因此相对速度逐渐减少。
气体的实际速度是圆周速度与相对速度的合成,又称之为绝对速度。
级是压缩机作功的最基本的单元,在级中叶片带动气体转动,把功传递给介质,使介质获得动能。
通过由隔板构成的扩压流道和扩压槽,介质的一部分动能转化为压力势能,并被导入下一级继续压缩。
中间级有叶轮、隔板、级间密封等,末级是由叶轮、隔板和蜗壳组成。
“级”内气体流动的能量损失分析:(1)、能的定义度量物质运动的一种物质量,一般解释为物质作功的能力。
能的基本类型有势能、动能、热能、电能、磁能、光能、化学能、原子能等。
一种能可以转化为另一种能。
能的单位和功的单位相同。
能也叫能量。
(2)、级内气体流动的能量损失分析压缩机组实际运行中,通过叶轮向气体传递能量,即叶轮通过叶片对气体作功消耗的功和功率外,还存在着叶轮的轮盘、轮盖的外侧面及轮缘与周围气体的摩擦产生的轮阻损失,还存在着工作轮出口气体通过轮盖气封漏回到工作轮进口低压低压端的漏气损失。
都要消耗功。
这些损失在级内都是不可避免的,只有在设计中精心选择参数,再制造中按要求加工,在操作中精心操作使其尽量达到设计工况,来减少这些损失。
另外,还存在流动损失以及动能损失以及在级内在非工况时产生冲击损失。
冲击损失增大将引起压缩机效率很快降低。
还有高压轴端,如果密封不好,向外界漏气,引起压出的有用流量减少。
故此,我们有必要研究这些损失的原因,以便在设计、安装、操作中尽量减少损失,维持压缩机在高效率区域运行,节省能耗。
①.流动损失:定义:就是气流在叶轮内和级的固定元件中流动时的能量损失。
产生的原因:主要由于气体有粘性,在流动中引起摩擦损失,这些损失又变成热量使气体温度升高,在流动中产生旋涡,加剧摩擦损耗和流动能量损失,因旋涡的产生就要消耗能量;在工作轮中还有轴向涡流等第二次流动产生,引起流量损失。
在叶轮出口由于出口叶片厚度影响产生尾迹损失。
弯道和回流器的摩擦阻力和局部阻力损失等。
②.冲击损失:定义:是一种在非设计工况下产生的流动损失。
产生原因:叶轮进口叶片安装角β1A(实际)一般是按照设计气流的进口角β1(设计)来决定的。
一般是β1=β1A,此时进气为无冲击进气。
但是当工况发生偏离设计工况时,气流进口角β1大于或小于β1A将发生气流冲击叶片的现象。
习惯把叶轮进口叶片安装角β1A(实际)与设计气流的进口角β1(设计)之差叫做冲击角,简称冲角。
用i表示。
β1A<β1 , i<0,叫负冲角。
β1A>β1 , i>0,叫正冲角。
在正负冲角的情况下,都将出现气流与叶片表面的脱离,形成旋涡区,使能量损失。
冲击损失的增加与流量偏离设计流量的绝对值的平方成正比。
③.轮阻损失叶轮的不工作面与机壳之间的空间,是充满气体的,叶轮旋转时,由于气体有粘性,也会产生摩擦损失。
又由于旋转的叶轮产生离心力,靠轮的一边气体向上流,靠壳的一边气体向下流,形成涡流,引起损失。
④.漏气损失:漏气损失包括内漏和外漏。
内漏气是指泄露的气体又漏回到压缩气体中。
包括两种情况:一种是从叶轮出口的气体从叶轮与机壳的空间漏回到进口。
另一种是单轴的离心压缩机,由于轴与机壳之间也有间隙,气体从高压的一边经过间隙流入低压一边。
外漏是指压缩气体通过轴与机壳密封处间隙或机体的间隙直接漏到大气中。
漏气损失是一个不可忽视的问题,有些空压机出现气量达不到设计值就是内漏和外漏引起的。
离心压缩机的构造吸入室:作用是将介质均匀地引导至叶轮的进口,以减少气流的扰动和分离损失。