MVR在板式蒸发装置中的应用

第31卷第4期明胶科学与技术2011年l2月The,ScienceandTechnologyofGelatinVo1．31．No．4Dec．2011．．／0GT艺技术砖‘‘>’MVR在板式蒸发装置中的应用一’¨，一⋯一．张永生黄超宋金虎甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，兰州730070摘要t叙述了MVR系统在板式蒸发装置中应用的可行性提出了MVR蒸发器顺流、并流、多级压缩等工艺方案，此文对MVR蒸发器设计有一定的参考意义。．．t-；、．．1I、关键词：关键词：蒸发装置；MVR；蒸发··．．：蒸发设备广泛应用于制药、轻工食品、石油化工、生物工程等行业。随着经济的飞速发展及石油、天然气、煤炭等不可再生资源的日渐枯竭，使为蒸发设备提供热源的蒸汽成本不断增加。蒸发设备是生产系统中蒸汽消耗较大的设备，蒸汽成本的上升使得企业设备运行成本急剧增加。因此，降低蒸发装置的蒸汽用量对于节能减排有重要的意义。自20世纪80年代以来，蒸汽透平压缩机的技术日渐成熟，已经广泛应用于各行业各类气体介质的压缩及输送。在本世纪初，国外已能够生产大型蒸汽压缩机。主要的蒸发器生产厂商德国GEA公司已尝试将大型蒸汽压缩机应用于管式蒸发装置并取得成功。该公司的MVR蒸发技术在国际上处于领先地位，但国内外目前尚未将此技术应用在板式蒸发装置上。我公司作：为国内唯一具有大型板式蒸发装置生产能力的企业，如果能将此技术成功应用于板式蒸发装置，则其产品极具竞争优势，对我国经济的发展有重要的促进意义。、本文在研究了国外最先进蒸发技术及离心式蒸汽压缩技术的基础上，提出了将MVR技术应用于我公司大型板式蒸发装置的工艺方案，此MVR蒸发器将可以不用蒸汽作为加热热源：将电能转换为机械能压缩二次蒸汽循环蒸发，极大的降低了蒸发设备能耗。}’。1机械蒸汽浓缩法及其原理’’fMVR(MechanicalVaporRecompression)‘蒸发装置二次蒸汽机械压缩法是指利用涡轮发动机的增压原理、经特殊流体设计而组成的二次蒸汽机械增压式蒸发系统的简称。在这种工艺系统中，密闭容器内经加热蒸发生成的二次水蒸汽，通过蒸汽压缩机时被再压缩增压至较高温度的高压蒸汽，此高压高温蒸汽再被用于蒸发设备的加热热源，进入蒸发器的加热腔继续蒸发，实现电能到热能的转换，这样的蒸发装置不再对外界蒸汽能源的依懒与摄取，循环传热的过程中，增压后的蒸汽作为蒸发器的加热热源后也得以迅速冷凝，成为洁净蒸馏水。压缩机以提高蒸发器产生的二次蒸汽的压力，来达到二次蒸汽更高温度的凝结。这种提高了压力的蒸汽，会提高潜在的热能，然后再重新返回蒸发器来进行加热，从而制造出更多的二次蒸汽。这样，热能被持续的重新利用，而不易损失。经过热交换的蒸汽冷凝成纯度很高的水，。鹪一作者：张永生(1975一)，男，甘肃临泽人，工程师，工学硕士。主要从事蒸发换热设备设计及研制工作。第3l卷第4期张永生等：MVR在板式蒸发装置中的应用’195·被收集出来，热交换过程中产生的二次蒸汽再被压缩，作为下一循环的热源。如此循环，多级蒸发后的液体从蒸发器底部排出。因此，只需在系统冷启动时导入热源，采用电加热或少量蒸汽预热物料，即可使蒸发器开始正常循环运转。在蒸发器中，是一个封闭的系统，所有的蒸汽都被回收，再用高压风扇加压后作热源之用，不需要额外的蒸汽或冷却水，提高了能源利用效率。2多效蒸发器与MVR蒸发器对比2．1多效蒸发工艺在多效蒸发装置中，新鲜蒸汽为第一效的加热热源，而第一效产生的二次蒸汽不进入冷D凝器，而是作为第二效的加热热源得以再次利用，这样可以将新蒸汽消耗有效降低约50％。重复利用此原理，三效、四效、五效、六效蒸发装置可进一步降低新蒸汽消耗，这样的六效蒸发装置，理论上蒸汽消耗可降低至15％。第一效的最高加热温度与末效的最低沸点温度形成了总温差，分布于各个效，从而形成温差分布。结果，每效温差随效数增加而减小。所以为达到指定的蒸发速率必须增大加热面积。初步估算表明，用于各效的加热面积随效数成比例增加，这样一来蒸汽节省量逐渐减少的同时，投资费用显著增加。多效蒸发器直接加热热流图见图1。土VB蔑常蓼C【客罐渡D动力墓EF加批蒌．≮冷蕊水十{图1多效蒸发器童接加热热流图2．2TvR板式蒸发技术用，是蒸发热量的来源。TVR(ThermalVaporRecompression)热力蒸汽引射器具有结构简单、操作稳定、价压缩，是指用高温高压的工作蒸汽将低品质乏格低廉、节能等特点。使用蒸汽引射器，当引气再压缩重复利用的技术。其关键设备是由射比为1：1时，从一效引射，效能上相当于增蒸汽引射器来完成，蒸汽引射器是一种能量转加一效蒸发器，工艺流程图见图2。换的装置，高温高压的新鲜工作蒸汽进入引射2．3R板式蒸发器蒸发流程器，由喷嘴高速喷出，将静压能转换为动能，由机械蒸汽再压缩时，通过机械驱动