MVR热泵技术在硫酸镍蒸发中的工业应用

中国资源综合利用ChinaResourcesComprehensiveUtilizationVol.36，No.122018年12月-163-应用研究MVR热泵技术在硫酸镍蒸发中的工业应用姚现召，姚雷，张帆（江苏北矿金属循环利用科技有限公司，江苏徐州221000）摘要：MVR（机械蒸汽再压缩）技术充分利用二次蒸汽潜热，通过机械做功对其进行再压缩，获得高品质蒸汽用于加热物料，蒸发过程无需补入生蒸汽，仅压缩机消耗电能就能使蒸发过程持续进行，它是一种高效节能的高新技术。笔者介绍了MVR技术在硫酸镍蒸发中的工业应用研究，就蒸发器选型、蒸发温度、压缩机频率、蒸发浓缩终点浓度等工艺条件进行了讨论分析。关键词：MVR；蒸发结晶；硫酸镍中图分类号：TS35文献标识码：A文章编号：1008-9500（2018）12-0163-03DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2018.12.048MVRTechnologyintheApplicationofNickelsulfateEvaporationCrystallizationYaoXianzhao,YaoLei,ZhangFan(JiangsuBgrimmMetalRecyclingScienceandTechnologyLtd.,Xuzhou221002,China)Abstract:TheMVR(MechanicalVaporRecompression)technologymakesfulluseofthelatentheatofsecondarysteamandrecompressesitbymechanicalworktoobtainhighqualitysteamforheatingthematerial.Theevaporationprocessdoesnotneedtobesupplementedwithrawsteam,andonlythecompressorconsumeselectricenergytocontinuetheevaporationprocess.Itisahigh-techwithhighefficiencyandenergysaving.TheauthorintroducestheindustrialapplicationresearchofMVRtechnologyinnickelsulphateevaporation,anddiscussestheprocessconditionssuchasevaporatorselection,evaporationtemperature,compressorfrequencyandevaporationconcentrationendpointconcentration.Keywords:MVR;evaporationcrystallization;nickelsulfate机械蒸汽再压缩（MVR）热泵技术是一项绿色环保的节能技术，主要应用于溶液蒸发浓缩过程[1-2]。1925年，奥地利设计安装了世界上第一套MVR装置，20世纪70年代在节能降耗的大趋势下，MVR热泵技术在国外发展迅速。我国在该阶段虽然也开始了相关研究，但发展一直较为缓慢。直到近十年来，随着国内对节能环保、绿色生产的日益重视，MVR热泵技术的优势开始得到关注，逐渐成为科学研究和工程应用的热点项目[3]。1MVR热泵技术原理与特点1.1MVR热泵技术原理MVR热泵蒸发系统循环机理是充分回收利用物料蒸发所产生的二次蒸汽中的相变潜热重新返回来加热物料。其基本流程如图1所示，料液在蒸发器中低温蒸发产生的二次蒸汽（流号1）先进入压缩机，通过机械压缩提升其蒸汽温度，待温度提高后再重新返回蒸发器作为加热蒸汽（流号2）利用；经换热后释放出冷凝潜热的蒸汽转化为冷凝水从系统中开流出（流号3），料液吸收了加热蒸汽的冷凝潜热而生产的二次蒸汽（流号1）则继续进入下一个循环过程。由于在蒸发器中二次蒸汽蒸发所需的热量绝大部分来自压缩机压缩后高温蒸汽本身冷凝所放出的相变潜热，因此蒸发过程消耗的能量仅为压缩机做功所耗能量[4-5]。根据MVR热泵系统的工作原理可知，其效率取决于回收利用的蒸汽潜热值与输入的机械压缩功之间的比较。表1和表2以常压下基本循环的状态变化为收稿日期：2018-10-17作者简介：姚现召（1983-），男，河南巩义人，硕士研究生，工程师，从事有色冶金设计、研发、生产工作。中国资源综合利用第12期-164-应用研究例，通过热力学计算表明MVR热泵技术在能源利用效率方面的优势。通过表1、表2分析得出，1kg蒸汽由状态（1压力0.1MPa，温度100℃，8蒸汽焓2675.1kJ，相变潜热2257.6kJ）经过蒸汽压缩机做功90.5kJ到达状态2