MVR热泵节能技术的研究进展

札拔术I综述MVR热泵节能技术的研究进展一摘要：机械蒸汽再压缩热泵技术(MVR)是蒸发领域已知的最先进高效环保的节能技术，在国外已广泛应用于溶液的蒸发工艺过程中。本文回顾了国内MVR系统的工艺流程，压缩机和换热器的研究进展，并着重介绍了中国科学院理化技术研究所在MVR系统研制上所取得的进展。■关键词：蒸发；MVR热泵；节能；系统114＼2016年第4期杨俊玲杨鲁伟张振涛／中国科学院理化技术研究所中图分类号：TH443；TQ51文献标志码：A文章编号：1006—8155—2016(04)一0084—05DOI：10．16492／j．fjjs．2016．04．0155ReviewonEnergy-savingTechnologywithMVRYangJun-ling，YangLu-wei，ZhangZhen-tao／TechnicalinstituteofphysicsandchemistryofCASAbstract：Mechanicalvaporrecompression，MVR，isakindofhighefficiencyandenvironmentalprotectivetechnologyinevaporationindustry，whichiswidelyusedinchemicalsolutionevaporationbothathomeandaboard．Inthispaper，processbasedonMVR，progressoncompressorandheatexchangersofMVRwerereviewed．RecentlystudyonMVRfromtechnicalinstituteofphysicsandchemistryofCASwasintroducedaswel1．Keywords：evaporation；MVRheatpump；energysaving；systemO引言机械蒸汽再压缩热泵技术(MVR)是蒸发领域已知的最先进高效环保的节能技术，在国外广泛应用于溶液的蒸发工艺过程中，如化工、轻工、食品、制药、海水淡化、污水处理等工业生产领域。MVR蒸汽再压缩的原理如图1所示，利用水蒸汽压缩机将蒸发器中蒸发产生的水蒸汽加压加温，然后作为蒸发物料的热源，并冷凝成为净化水回收。与多效蒸发技术相比，MVR系统全部回收了二次蒸汽的潜收稿日期：2015—12—22北京100190热，其热效率一般相当于5—1O效蒸发器，占地面积仅为传统多效蒸发系统的1／10，正常运行中可以完全摆脱对蒸汽锅炉和冷却水的依赖，避免了燃烧化石燃料带来的污染和大量冷却水的使用。—∑@]一～L_]———I——图1MVR蒸汽再压缩原理图1MVR系统的研究进展国外早在1834年就已有人提出MVR热泵的构想，而最终应用该项技术的产品是由瑞士的一家企业Sulzer-EscherWyssLtd于1917年制造。1925年，奥地利设计安装了一套设备，由此出现了实际运行使用的MVR装置。上世纪七十年代石油问题造成了能源危机，在节能降耗的大趋势下，MVR热泵得到了迅速发展。我国的相关研究起步较晚，发展也慢。上世纪70年代末，有研究人员进行了初步试验，其良好的节能效果在国内得到展示。四川省自贡市张家坝化工厂于1989年引进了此种装置。此后国内虽也一直在进行这方面的研究，但取得的实质性成果很少。MVR热泵主要涉及系统工艺流程设计、蒸汽压缩机和蒸发换热器等三方面。1．1机械蒸汽再压缩热泵的系统工艺流程进展MVR热泵装置结合不同的处理工艺过程，在实际生产应用中产生了非常可观的节能效果和经济效益。在大部分的蒸发浓缩工艺中，只要旧有的系统是依靠锅炉提供水蒸汽作为加热热源的，原则上都可以改造成MVR热泵蒸发系统。新建系统中若蒸发操作需要水蒸汽作热源的，则可以直接采用MVR热泵蒸发设备。针对MVR处理实际料液的能力，有大批学者进行了研究。在食品领域，金世琳n研究了在牛奶乳品工业中采用MVR多效蒸发的实验方案，分别列举了三效、五效和七效蒸发系统的性能参数。其中提到，此类型的多效蒸发系统在压缩机提供大约16℃的温差前提下即可进行。恽世昌口在分析降低乳粉制取过程中蒸汽消耗量的措施时，从传统的蒸汽多效蒸发的经济性考虑认为效间温差取5℃左右较合适，且效数最多为七效。赵媛媛介绍了MVR蒸发器在食品工业中的应用，指出MVR不仅适用于乳制品领域，也适用于糖溶液的蒸发，各类果汁的浓缩工艺中。在医药领域，连晓岚译自国外的一篇有关机械蒸汽再压缩蒸发器蒸发酒精蒸馏废液的文章中提到，MVR用于酒精蒸馏废液的蒸发工艺上时，同等处理能力下其能耗大小只有五效蒸发器的1／4。梁林等研究分析了MVR用于维生素c溶液蒸发的实验特性。MvR工艺过程可以实现低温蒸发，节能效果明显，经济效益显著。MV