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MVR蒸发结晶器
日期:2016/10/21 14:50:13 人气:2031

MVR蒸发结晶器

一、MVR工艺介绍

1、MVR原理

  MVR是蒸汽机械再压缩技术,(mechanical vapor recompression )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其工作过程是将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充分的利用,回收潜热,提高热效率,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,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。 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,,场地不够的现有工厂供水能力不足,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。

2、MVR工艺流程

系统由单效或双效蒸发器、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,结构简单,操作维护方便。


3、MVR技术特点

※MVR节能蒸发器仅需要极少量生蒸汽,极大地降低企业运行成本,减少环境污染。没有废热蒸汽排放,节能效果十分显著。
※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。
※无需冷凝器,结构与流程非常简单,全自动操作,可连续运行,安全可靠。
※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。没有废热蒸汽排放,节能效果十分显著
※该蒸发器是物料在低温、且不产生泡沫的状态下进行蒸发,料液均匀,不跑料,不易结焦。
※采用低温负压蒸发(32-85℃),有利于防止被蒸发物料的高温变性。
※凡单效及多效蒸发器适用的物料,均适合采用MVR蒸发器,在技术上具有完全可替代性,并具有更优良的环保与节能特性。

二、MVR经济和社会效益

蒸发能力为5000Kg/h硫酸铵废水蒸发多采用双效蒸发器,其蒸汽能效比约在0.55左右,冷却水消耗为10立方/吨蒸发量。
a按蒸汽价格: 200元/吨
b电价:       0.8元/度
c冷却水价格:0.15元/立方

※双效蒸发机组的运行费用为:
1、蒸汽费用5 t/h×0.55×200元/t×7200h/年=396万元/年;
2、循环水费用5 t/h×10m3/t×0.15元/m3×7200h/年=5.4万元/年;
3、双效硫酸铵机组总费用:396+5.4=401.4万元/年

※MVR-机组每年运行总费用:
1、压缩机电耗:149kW.h×0.8元/度×7200小时/年= 85.82万元
2、预热蒸汽消耗:0.06吨/时×200元/t×7200h/年=8.64万元/年;
3、压缩机冷却水:5 m3/h×0.15元/m3×7200h/年=0.54万元/年;
4、MVR机组每年运行费用:85.82+8.64+0.54=94.96万元/年
采用MVR系统每年可节省的运行费用为:401.4-94.96=306.44万元

三、蒸发器介绍

1、MVR降膜蒸发器

在mvr降膜蒸发器中,液体和蒸汽向下并流流动。料液经预热器预热至沸腾温度,经顶部的液体分布装置形成均匀的液膜进入加热管,并在管内部分蒸发。
二次蒸汽与浓缩液在管内并流而下.料液在蒸发器中的停留时间短,能适应热敏性溶液的蒸发.另外,降膜蒸发还适用于高粘度溶液。降膜蒸发器极易使管内的泡沫破裂,故亦适用于易发泡物料的蒸发。
由于降膜蒸发器是液膜传热,所以其传热系数高于其他形式的蒸发器;此外,降膜蒸发没有液柱静压力,传热温差显著高于其他形式的蒸发器。故可取的良好的传热效果,一次性投入最小,是业主优先选择的蒸发器形式

2、MVR强制循环蒸发器

MVR强制循环蒸发器 主要特点:
 
1、蒸发过程不在加热表面而是在分离器中进行。因此,在列管中结壳和沉淀产生的结垢现象被降低到最低限度 。
2、管内流速由循环泵决定: 溶液在设备内的循环主要依靠外加动力所产生的强制流动。循环速度一般可达15-35米/秒。传热效率和生产能力较大。原料液由循环泵自下而上打入,沿加热室的管内向上流动。蒸汽和液沫混合物进入蒸发室后分开,蒸气由上部排出经压缩机压缩,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,流体受阻落下,经圆锥形底部被循环泵吸入,再进入加加热管,继续循环。
 应用范围: a、适用于易结垢液体、高粘度液体 b、非常适合用作盐溶液的结晶蒸发器
3、MVR-FC连续结晶器
    带有MVR强制循环结晶器简称MVR—FC,结晶室有锥形底,晶浆从锥形底排出后,经循环管,靠循环泵送入换热器,被加热后,重又进入结晶室,如此循环往复,实现连续结晶过程。晶浆排出口位于接近结晶室锥底处,而进料口则在排料口之下的脚底位置上。由结晶分离出来的二次蒸汽经过压缩机升温后输送到蒸发器的加热室中作为加热蒸汽使用。
    这种结晶器可通过用于蒸发法、间壁冷却或者真冷却法结晶。产品的粒度约在0.1~0.84mm的范围。这种结晶器已被用于氯化钠、尿素、柠檬酸等产品。
4、MVR-OSLO连续结晶器
带有MVR的OSLO结晶器简称MVR—OSLO结晶器。料液进入系统后由循环泵送入蒸发器,受热蒸发后,进入蒸发室,分离的二次蒸汽后的溶液,由中央下行管直送到结晶器生长段地底部,然后再向上方经结晶流化床、过饱和度得以消失,晶床中的晶粒得以生长,当粒子生长到要求的大小后,从产品出口排出。经蒸发室分离出的二次蒸汽经过压缩机升温后送到蒸发器的加热室当做加热蒸汽使用。
这种结晶器主要特点为过饱和度产生的区域与晶体生长区域分别设置在结晶器两处,晶体的循环母液流中硫化悬浮,为晶体的生长提供了良好的条件。

5、MVR-DTB连续结晶器
带有MVR强制循环DTB结晶器简称MVR—DTB连续结晶,该种结晶器是一种效能较高的结晶器,这种形式的结晶器性能良好,能产生较大的晶粒(粒度可达600~1200um),生产强度较高,器内不易结晶疤,其已经成为连续结晶器的主要形式之一。
DTB型结晶器的内部有一根导流管,在四周有一圆筒形的挡板。悬浮液在螺旋桨的推动下,在筒内上升至液体表层,然后转向下方,沿导流筒与挡板之间的环形通道流至器底,重又吸入导流管的下端,如此循环不已,形成接近良好的混合条件。
这种结晶器具有清母液溢流和消除结晶的功能。适合于晶体在母液中沉降速度较大于3mm/s的结晶过程。设备的直径可以小至500mm大至7.9m。

四、控制系统

1、自动控制系统:MVR蒸发系统控制中心,通过对马达转速的调节,阀门、流量计、温度、压力的控制,以达到自动蒸发、清洗、停机等操作。自动报警,自动保护系统不受损伤,保持系统动态平衡。
 
2、自动清洗系统:不同的溶液蒸发一段时间后,可能会发生结垢现象,一般说99%以上的结垢都是可以通过添加化学溶剂除去,一般可以使用CIP原位清洗或者拆除清洗。

3、过程控制系统:装置由一个或几个自动系统控制,可以通过总线在中央控制室对生产过程进行监视和操作,实现生产的高度自动化。

五、MVR系统应用范围

1. 处理工业废水(环保领域)
※ 工业废水的浓缩和水的循环再利用。如电镀行业、涂料生产行业、医药和农药行业、金属加工行业、造纸行业和原油生产行业等污水处理。
※从污水中去掉有机物和无机盐。变废为宝。
※垃圾渗滤液
如何低成本解决高含盐废水回用问题,是众所知难题,MVR蒸发器是处理这类工业废水的最佳方案。

2. 化工工业
※ 生产空心纤维分子的工艺用水的处理
※ 香料的提纯
※亚氯酸钠和过硫酸钠等化工原料的生产
※有机添加剂的浓缩和结晶

3. 制药工业
我国的制药行业,是个传统的行业,使用了大量的老化、旧式蒸发器,不仅降低药品质量,更是浪费了大量的能源。急需升级换代减少二氧化碳的排放。
※ 生产西药的蒸发、浓缩、结晶和干燥
※ 中药的浓缩

4. 食品行业
在食品深加工行业,大量采用蒸发技术实现脱水的功能。如浓缩玉米浆和提取葡萄糖、氨基酸等。

5. 制酒工业
制酒行业我国是个古老的行业。MVR蒸发器可以代替陈旧的蒸馏用的设备。

6. 牛奶行业
牛奶行业需要的低温、高度清洁、高度自动化等特点决定了传统的蒸发器很难达到这些要求,所有才有MVR蒸发器的大力发展的机遇。

7. 饮料工业的浓缩



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