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節(jié)能環(huán)保是國(guó)家之大事,蒸汽價(jià)格飛速上漲是企業(yè)成本面臨之大難,怎樣才能讓我們二者兼得呢?當(dāng)我們提出這個(gè)疑問(wèn)是國(guó)外早就已經(jīng)解決的這一“技術(shù)難題”,機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)(MVR)近年在國(guó)內(nèi)迅速發(fā)展,今天小七就帶大家看看我們都用在哪些領(lǐng)域,工藝流程是怎樣的,最后還有驚喜哦!
MVR蒸發(fā)是什么?
MVR蒸發(fā)技術(shù)可以說(shuō)是一種經(jīng)濟(jì)的能量集成技術(shù),減少了一次能源的浪費(fèi)和大量的冷卻、加熱需求對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響。典型的MVR蒸發(fā)流程如圖1 所示。
對(duì)于沒(méi)有生蒸汽的場(chǎng)所同樣適用,可以使用電能產(chǎn)生二次蒸汽,系統(tǒng)輸入少量外功,便可有效利用低壓水蒸汽的大量熱能。MVR 蒸發(fā)熱流圖如圖2 所示.
MVR蒸發(fā)技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):
耗用少量新鮮蒸汽,運(yùn)行費(fèi)用低;
公用工程配套少,占地空間小;
啟動(dòng)容易,操作簡(jiǎn)單,運(yùn)行穩(wěn)定;
構(gòu)造簡(jiǎn)單,操作成本低,蒸發(fā)溫和
MVR系統(tǒng)組成
蒸發(fā)器:主題設(shè)備,包含加熱器、分離器、循環(huán)泵。
壓縮機(jī)系統(tǒng):核心設(shè)備,壓縮二次蒸汽提供蒸發(fā)熱源,提高二次蒸汽的熱焓。
預(yù)熱器:余熱利用及提高進(jìn)料溫度。
真空系統(tǒng):維持整個(gè)系統(tǒng)的真空度,從裝置中抽出部分不凝氣體以及溶液代入得氣體,以達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定的蒸發(fā)狀態(tài)。
控制系統(tǒng):壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、閥門、流量計(jì)、溫度、壓力的控制調(diào)節(jié),以達(dá)到自動(dòng)蒸發(fā)、清洗、停機(jī)等操作。自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)不受損傷,保持系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡。
清洗系統(tǒng):使用CIP原位清洗或者拆除清洗。
MVR有哪些應(yīng)用?
海水淡化領(lǐng)域
目前國(guó)內(nèi)海水淡化技術(shù)主要有反滲透法和蒸餾法。其中蒸餾法主要包括多級(jí)閃蒸、低溫多效蒸餾和壓氣蒸餾技術(shù)(VC)。由于MVR技術(shù)節(jié)能最為顯著,因此應(yīng)用較廣泛。
基本原理:
海水蒸發(fā)過(guò)程所產(chǎn)生的二次蒸汽,經(jīng)壓縮機(jī)增壓,蒸汽飽和溫度相應(yīng)提高,再輸入到蒸發(fā)器管束內(nèi),作為進(jìn)料海水蒸發(fā)的熱源,并自身冷凝為淡化水。
工藝流程:
進(jìn)料海水用極少量阻垢劑預(yù)處理后,進(jìn)入一個(gè)板式換熱器,回收自蒸發(fā)器排放出的濃鹽水和淡化水熱量。之后,與循環(huán)的濃鹽水混合,進(jìn)入到蒸發(fā)器中,噴淋到水平傳熱管束的外表面上,噴淋量剛好在管子表面形成連續(xù)的液膜,與管束內(nèi)經(jīng)壓縮機(jī)增壓的蒸汽熱交換。管內(nèi)蒸汽冷凝成淡水導(dǎo)出,管外一部分鹽水產(chǎn)生蒸發(fā),通過(guò)汽液分離器出去夾帶的液滴之后,蒸汽進(jìn)壓縮機(jī)并導(dǎo)入傳熱管束內(nèi),如此構(gòu)成二次蒸汽不斷的循環(huán)和潛熱交換。如上圖2-3所示。
主要優(yōu)缺點(diǎn):
壓氣蒸餾與多效蒸餾的技術(shù)十分類似,差別在于前者使用壓縮機(jī),后者使用蒸汽驅(qū)動(dòng)。
適用范圍:適用于僅有電能的地方,主要建造中小型裝置。
制鹽領(lǐng)域
MVR制鹽工藝,可以很好地解決現(xiàn)有制鹽生產(chǎn)因?yàn)槟茉礉q價(jià)所造成的成本大幅度升高問(wèn)題,是制鹽企業(yè)減少能源消耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益的最佳選擇.
工作原理:
首先采用生蒸汽加熱鹵水到沸點(diǎn),來(lái)自蒸發(fā)器的低溫低壓二次蒸汽為壓縮機(jī)所吸入,通過(guò)壓縮機(jī)的絕熱壓縮作用,提高二次蒸汽的壓力和飽和溫度,然后送回原蒸發(fā)器的加熱室,作為加熱蒸汽使用。壓縮機(jī)在此過(guò)程中消耗一定的有用能。加熱蒸汽進(jìn)入加熱室后與鹵水換熱,蒸發(fā)出水份,即二次蒸汽。二次蒸汽為壓縮機(jī)吸入,形成循環(huán)過(guò)程。
工藝流程:
工藝流程框圖
MVR技術(shù)圖
系統(tǒng)組成:
蒸發(fā)系統(tǒng)、二次蒸汽洗滌系統(tǒng)、蒸汽壓縮系統(tǒng)、壓縮蒸汽過(guò)熱度消除系統(tǒng)、進(jìn)罐鹵水預(yù)熱系統(tǒng)、離心脫水干燥系統(tǒng)、冷凝水系統(tǒng)、生蒸汽系統(tǒng)、其它系統(tǒng),根據(jù)物料不同,通常有鹵水處理系統(tǒng),石膏晶種法需要有石膏系統(tǒng)。含硝鹵水需要有提硝系統(tǒng)等。
廢水處理領(lǐng)域
許多生產(chǎn)領(lǐng)域會(huì)產(chǎn)生含有大量的無(wú)機(jī)鹽的廢水,如氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉等,這些無(wú)機(jī)鹽一直是廢水處理中的難題之一,如果對(duì)廢水中的無(wú)機(jī)鹽加以回收,這些無(wú)機(jī)鹽既可以作為生產(chǎn)過(guò)程的原料、節(jié)約成本、避免資源的浪費(fèi),又可以避免環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)使用。
蒸發(fā)原理:
蒸發(fā)原理如下圖所示
工藝流程:
通過(guò)泵將預(yù)熱器加熱、濃縮處理的制藥廢水引入MVR蒸發(fā)器中,在熱交換器中,利用蒸汽對(duì)制藥工業(yè)廢水進(jìn)行循環(huán)加熱、蒸發(fā)、濃縮等處理,得到的蒸餾水回流到預(yù)熱器中,以用于預(yù)熱原液;得到的濃縮液和蒸汽則進(jìn)入液氣分離器中,通過(guò)液氣分離器,分離出的蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)內(nèi),而分離出的濃縮液則被直接回流至收集罐內(nèi),對(duì)濃縮液進(jìn)行處理可回收其中的有用物質(zhì)。
廢水領(lǐng)域主要有:石油廢水、香料廢水、原藥廢水、化工廢水
全鹵制堿領(lǐng)域
氯堿的生產(chǎn)具有能耗高、有污染的特點(diǎn),因此,燒堿行業(yè)必須采用離子膜法制堿工藝,而要用此工藝實(shí)現(xiàn)全鹵制堿,需處理淡鹽水至接近飽和。去掉水分的方式包括膜過(guò)濾、多效蒸發(fā)、MVR 蒸發(fā)、淡鹽水返井4 種。
MVR蒸發(fā)工藝流程:
流程示意圖如圖中所示:
其它蒸發(fā)領(lǐng)域
濃縮果蔬汁
橙汁蒸發(fā)
氨基酸發(fā)酵液蒸發(fā)等
MVR核心部件
MVR蒸發(fā)技術(shù)的核心部件要數(shù)壓縮機(jī)了,但是以前一般較好的壓縮機(jī)都是依靠進(jìn)口,不過(guò)最近幾年發(fā)展,國(guó)內(nèi)也有很多好的壓縮機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。MVR壓縮機(jī)主要有兩種-羅茨壓縮機(jī)和離心壓縮機(jī)。
羅茨蒸汽壓縮機(jī)
羅茨壓縮機(jī)屬于容積型風(fēng)機(jī),相對(duì)于普通離心壓縮機(jī)而言,壓縮比高,單級(jí)壓縮溫升可達(dá)25攝氏度。
對(duì)于羅茨蒸汽壓縮機(jī)而言,由于其轉(zhuǎn)速較低,因此具有更好的穩(wěn)定性。
一般來(lái)說(shuō),羅茨蒸汽壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速在980~1450r/min,普通離心蒸汽壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速在6000~9000r/min,而單級(jí)高壓離心機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)30000r/min。
當(dāng)然,對(duì)于羅茨機(jī)來(lái)說(shuō),其劣勢(shì)也很明顯,其單級(jí)體積流量過(guò)小、效率低、保養(yǎng)周期短(一般2000h/次)是其先天缺陷;同時(shí)羅茨風(fēng)機(jī)噪聲頻譜較寬,且以63-8000HZ的低中頻噪音為主要成份,在運(yùn)行中的噪聲高達(dá)100分貝以上,對(duì)人員健康傷害較大。
普通離心蒸汽壓縮機(jī)
普通離心蒸汽壓縮風(fēng)機(jī)一般壓縮升溫為8~10攝氏度,目前主要應(yīng)用機(jī)型基本為進(jìn)口壓縮風(fēng)機(jī),優(yōu)點(diǎn)是效率高,性能穩(wěn)定。
在需要較高壓縮比的工況可將兩臺(tái)離心蒸汽壓縮風(fēng)機(jī)串聯(lián),以獲得更高的壓縮溫升,但同時(shí),風(fēng)機(jī)的效率會(huì)有所下降。
一般情況下,在蒸發(fā)過(guò)程中都有沸升的情況出現(xiàn),有的溶液沸升甚至?xí)芨?,這時(shí)就需要兩級(jí)或三級(jí)風(fēng)機(jī)串聯(lián)使用。
單級(jí)高速離心壓縮機(jī)
單級(jí)高速離心壓縮風(fēng)機(jī)的顯著特點(diǎn)是風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高,有很高的壓縮比,從而壓縮溫升較高,最高可達(dá)25~30攝氏度,同時(shí),它還有效率高、低能耗、更大處理量,因而應(yīng)用范圍更廣泛。
目前單級(jí)高速離心壓縮風(fēng)機(jī)以國(guó)產(chǎn)為主,技術(shù)已經(jīng)比較成熟,設(shè)備保養(yǎng)周期在18個(gè)月以上。單級(jí)高速離心壓縮風(fēng)機(jī)噪音頻率在8000~12000Hz,為高頻次生波噪音,超出了人耳敏感區(qū),對(duì)人員的傷害并不大。
小七總結(jié)
在蒸發(fā)量較小時(shí),可選用羅茨機(jī)械蒸汽壓縮風(fēng)機(jī);
蒸發(fā)量較大沸升較小時(shí),可選擇普通離心蒸汽壓縮風(fēng)機(jī);
而對(duì)蒸發(fā)量大沸升大的工況建議選用單級(jí)高速離心壓縮風(fēng)機(jī)。
(小編對(duì)于蒸發(fā)器方面寫的不全或者不對(duì)的地方還希望七友們聯(lián)系我們或者給我留言,期待七友們的參與)
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