Описания

Испаритель MVR (механическая рекомпрессия пара) — это термин, обозначающий технологию, которая повторно использует энергию собственного вырабатываемого вторичного пара, тем самым снижая потребность во внешней энергии.

После сжатия компрессором вторичный пар повышается в давлении и температуре, что приводит к увеличению тепловой энтальпии. Затем он поступает в нагревательную камеру испарителя и используется в качестве греющего пара (т.е. острого пара) для поддержания растворенного материала в испаряющемся состоянии, при этом сам греющий пар отдаёт тепло материалу и конденсируется в воду. Таким образом, пар, который изначально должен был быть отведён, полностью используется, рекуперируя скрытую теплоту и повышая тепловой КПД.

Еще в 1960-х годах Германия и Франция успешно применяли эту технологию в таких отраслях, как химическая, фармацевтическая, бумажная, очистка сточных вод и опреснение морской воды.

Рабочий процесс включает сжатие низкотемпературного пара компрессором, повышение его температуры и давления, а также увеличение его тепловой энтальпии перед поступлением в теплообменник для конденсации, тем самым полностью используя скрытую теплоту пара.

За исключением запуска, весь процесс выпаривания не требует подачи острого пара. В многокорпусном процессе выпаривания вторичный пар из одного корпуса не может быть использован непосредственно в качестве источника тепла для этого корпуса; он может служить источником тепла только для следующего или следующего корпуса. Для использования его в качестве источника тепла для этого корпуса требуется дополнительная энергия для повышения его температуры (давления). Пароструйные насосы могут сжимать только часть вторичного пара, в то время как испарители MVR могут сжимать весь вторичный пар в испарителе.

Раствор циркулирует через испаритель с падающей пленкой жидкости посредством насоса циркуляции материала внутри нагревательных трубок. Первичный пар нагревается свежим паром снаружи трубок, что приводит к кипению раствора и образованию вторичного пара, который всасывается турбокомпрессором. После сжатия температура вторичного пара повышается, и он поступает в нагревательную камеру, служа источником тепла для циклического испарения. После нормального запуска турбокомпрессор всасывает вторичный пар, сжимает его и преобразует в греющий, непрерывно осуществляя циклическое испарение. Испаренная влага в конечном итоге превращается в конденсат и выводится наружу.

Приложение

Это оборудование подходит для таких отраслей промышленности, как фармацевтика, биология, пищевая промышленность и химическое машиностроение, и обычно используется для выпаривания и концентрирования экстрактов традиционной китайской медицины, фруктовых соков, чистых химических растворов и сточных вод.

Функции

(1) Низкое энергопотребление и низкие эксплуатационные расходы. Теоретически использование испарителя MVR может сэкономить более 80% энергии по сравнению с традиционным выпарным оборудованием; на практике энергия, необходимая для испарения 1000 кг влаги, составляет всего от 1/6 до 1/5 от энергии, потребляемой традиционными испарителями (примечание: энергопотребление различается в зависимости от используемых материалов), а эксплуатационные расходы также значительно снижены, обычно всего на 35–50% от стоимости традиционных испарителей.

(2) Компактное оборудование с малой площадью. По сравнению с многоступенчатым испарением, оно позволяет сократить площадь более чем на 50%.

(3) Меньше вспомогательных инженерных требований. Нагревательная камера МВР служит конденсатором пара, устраняя необходимость в отдельном конденсаторе пара и большой системе циркуляции охлаждающей воды, что позволяет экономить более 90% охлаждающей воды.

(4) В основном использует электроэнергию. Помимо небольшого количества промышленного пара для нагрева во время запуска оборудования, в нормальном режиме работы требуется только чистая электроэнергия, без необходимости использования промышленного пара.

(5) Плавная работа с высокой степенью автоматизации. Система MVR контролирует температуру, давление и скорость с помощью РСУ/ПЛК, промышленных компьютеров и конфигурационного программного обеспечения для поддержания баланса испарения в системе.

(6) Использует одностадийное вакуумное испарение с низкой температурой испарения (45-85°C), что делает его особенно подходящим для концентрирования термочувствительных материалов.

Принцип работы

A Материал B Концентрат C Остаточный пар Cc Конденсат пара D Восполнение острого пара (потери тепла) E Тепловая энергия

(1) Электрическая энергия сжимает вторичный пар, образующийся при испарении, и использует его в полной мере, практически без потерь пара в системе.

(2) Тепловая энергия конденсата и концентрированной жидкости обменивается с исходной жидкостью.

(3) Неконденсирующийся газ обменивается теплом с исходной жидкостью.

(4) Двигатель компрессора использует регулируемую частоту.

Технология MR позволяет сжимать вторичный пар, который необходимо конденсировать с помощью компрессора, до более высокого давления, тем самым увеличивая внутреннюю энергию, обеспечивая непрерывную циркуляцию этой энергии для повторного использования и замены свежего пара. Используя очень небольшое количество электроэнергии, можно повторно использовать большое количество внутренней энергии пара низкого давления, тем самым снижая или исключая потребность в подаче свежего пара, рекуперируя отработанное тепло, сокращая расход охлаждающей воды и повышая эффективность системы.

Сравнение многокорпусного испарения и энергопотребления MVR (по сравнению с трехкорпусным испарением при производительности 10 тонн в час)

Из расчета стоимости пара 200 юаней/тонна, стоимости электроэнергии 0,7 юаня/кВт·ч в расчете на 300 дней в году по 20 часов в сутки.