MVR蒸發(fā)器在工業(yè)廢水處理中的工作原理

MVR是機(jī)械蒸汽再壓縮的縮寫。MVR蒸發(fā)器是一種利用自身產(chǎn)生的二次蒸汽能量來(lái)降低外部能源需求的節(jié)能技術(shù)。廣泛應(yīng)用于化工、食品、造紙、醫(yī)藥、海水淡化、污水處理等領(lǐng)域。MVR蒸發(fā)器在工業(yè)廢水處理中是如何工作的？

MVR蒸發(fā)器的工作過(guò)程是通過(guò)壓縮機(jī)壓縮低溫蒸汽，使溫度和壓力升高，焓升，然后進(jìn)入換熱器冷凝，充分利用蒸汽的潛熱。除啟動(dòng)外，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程不需要產(chǎn)生蒸汽。在整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程中，除啟動(dòng)外，無(wú)原蒸汽的蒸發(fā)器二次蒸汽被壓縮機(jī)壓縮，壓力和溫度升高，焓變大。然后作為加熱蒸汽送到蒸發(fā)器的加熱室，保持料液的沸騰狀態(tài)，加熱蒸汽本身冷凝成水。這樣可以充分利用廢蒸汽，回收潛熱，提高熱效率。蒸汽產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)于多效蒸發(fā)的30個(gè)效果。為了使蒸發(fā)裝置盡可能簡(jiǎn)單，操作方便，可采用離心式壓縮機(jī)和羅茨式壓縮機(jī)。這些機(jī)器的容積流量在1:1.2到1:2壓縮比范圍內(nèi)。
用焓熵圖描述了單級(jí)離心壓縮機(jī)的壓縮循環(huán)。單級(jí)離心壓縮機(jī)所需功率：如將蒸發(fā)器飽和水蒸氣從吸入口P1=1.9bar，T1=119℃壓縮到P2=2.7bar，T2=161℃（壓縮比π=1.4）。壓縮循環(huán)中蒸汽比焓的增加量為ΔHP。對(duì)于蒸汽的比焓H 2，它通過(guò)壓縮機(jī)的內(nèi)效率（等熵效率）方程：在此溫度下，它進(jìn)入蒸發(fā)器的加熱器。根據(jù)吸入蒸汽量，kg/hr。高壓機(jī)組可變（有效）壓縮功，kJ/kg。單位等熵壓縮功，kJ/kg。
壓縮機(jī)的等熵效率（內(nèi)效率）由吸入氣體的多重指數(shù)K和摩爾質(zhì)量m以及吸入溫度和所需的壓力上升決定。對(duì)于原動(dòng)機(jī)（電機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)、汽輪機(jī)等）的實(shí)際耦合功率，考慮了較大的機(jī)械損耗裕度。采用標(biāo)準(zhǔn)材料制成的葉輪的單級(jí)離心壓縮機(jī)，可獲得壓縮系數(shù)為1.8的水蒸汽壓升。如果使用鈦等優(yōu)質(zhì)材料，壓縮系數(shù)可高達(dá)2.5。這樣，最終壓力P2是吸入壓力P1的1.8倍，即max pressure 的2.5倍。飽和蒸汽對(duì)應(yīng)的溫升約為12-18k，max 溫升可達(dá)30K，這取決于吸入壓力。在蒸發(fā)技術(shù)中，壓力通常是根據(jù)水的相應(yīng)沸點(diǎn)溫度來(lái)表示的。這樣，有效溫差就直接表示出來(lái)了。

MVR蒸發(fā)器采用壓縮機(jī)提高二次蒸汽能量，二次蒸汽回收二次蒸汽潛熱。具體為：蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽通過(guò)絕熱壓縮機(jī)壓縮，使其壓力和溫度升高，然后作為加熱蒸汽送到蒸發(fā)器的加熱室冷凝放熱，從而回收蒸汽的潛熱。在冷料進(jìn)入蒸發(fā)器之前，冷凝水的熱量被換熱器吸收以提高溫度。同時(shí)冷卻冷凝液和產(chǎn)品液，進(jìn)一步提高熱利用率。
MVR蒸發(fā)器的解決方案是在降膜蒸發(fā)器中，通過(guò)物料循環(huán)泵在加熱管中循環(huán)。初始蒸汽在管外由新鮮蒸汽加熱，溶液加熱煮沸產(chǎn)生二次蒸汽。二次蒸汽被渦輪風(fēng)扇吸入。二次蒸汽加壓后，溫度升高，進(jìn)入加熱室作為循環(huán)蒸發(fā)的熱源。正常啟動(dòng)后，二次蒸汽被透平壓縮機(jī)吸入，加壓后變成熱蒸汽，循環(huán)蒸發(fā)連續(xù)進(jìn)行。蒸發(fā)的水最終會(huì)變成冷凝水排出。來(lái)自蒸發(fā)器的二次蒸汽被壓縮機(jī)壓縮，壓力和溫度升高，焓值升高。然后作為加熱蒸汽送至蒸發(fā)器的加熱室，維持進(jìn)料液的沸騰狀態(tài)，加熱蒸汽本身冷凝成水。這樣既充分利用了待廢棄的原蒸汽，又回收了潛熱，提高了熱效率。蒸汽產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)于多效蒸發(fā)的30個(gè)效果。為了使蒸發(fā)裝置盡可能簡(jiǎn)單，操作方便，通常采用單效離心壓縮機(jī)，也可以是高壓風(fēng)機(jī)或渦輪壓縮機(jī)。這些機(jī)器的容積流量在1:1.2到1:2壓縮比范圍內(nèi)。對(duì)于低蒸發(fā)率，也可以使用活塞式壓縮機(jī)、滑動(dòng)式壓縮機(jī)或螺桿式壓縮機(jī)。
單級(jí)離心式壓縮機(jī)和高壓風(fēng)機(jī)由于成本高，在機(jī)械蒸汽再壓縮系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，以下描述適用于本設(shè)計(jì)。離心式壓縮機(jī)是一種容積控制機(jī)械，也就是說(shuō)，無(wú)論吸氣壓力有多大，容積流量幾乎是恒定的。質(zhì)量流量的變化與絕對(duì)吸入壓力成正比。

具有一定蒸發(fā)器作用的二次蒸汽不能直接作為一次效應(yīng)的熱源，只能作為二次效應(yīng)或二次效應(yīng)的熱源。如果它被用作這種效果的熱源，就必須給它額外的能量來(lái)提高它的溫度（壓力）。蒸汽噴射泵只能壓縮部分二次蒸汽，而MVR蒸發(fā)器可以壓縮蒸發(fā)器中的所有二次蒸汽。