Описания

Испаритель с механической рекомпрессией пара (MVR) — это технология, которая повторно использует энергию, получаемую из собственного вторичного пара, тем самым снижая потребность во внешней энергии.

После сжатия компрессором вторичный пар подвергается повышению давления и температуры, что приводит к увеличению тепловой энтальпии. Затем он направляется в нагревательную камеру испарителя и используется в качестве нагревательного пара (т.е., «живого» пара) для поддержания раствора материала в испаряющемся состоянии, в то время как сам нагревательный пар передает тепло материалу и конденсируется в воду. Таким образом, пар, который изначально должен был быть отброшен, используется полностью, рекуперируется скрытая теплота и повышается тепловая эффективность.

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

Рабочий процесс включает в себя сжатие низкотемпературного пара компрессором, повышение его температуры и давления, а также увеличение тепловой энтальпии, после чего он поступает в теплообменник для конденсации, что позволяет в полной мере использовать скрытую теплоту пара.

За исключением запуска, весь процесс испарения не требует наличия пара. В многоступенчатом испарителе вторичный пар из конкретной ступени не может использоваться непосредственно в качестве источника тепла для этой ступени; он может служить источником тепла только для последующей ступени. Если его необходимо использовать в качестве источника тепла для этой ступени, потребуется 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 пленочный испаритель с помощью циркуляционного насоса, расположенного внутри нагревательных трубок. Первоначальный пар нагревается свежим паром снаружи трубок, вызывая кипение раствора и образование вторичного пара, который всасывается турбокомпрессором. После сжатия температура вторичного пара повышается, и он поступает в нагревательную камеру в качестве источника тепла для циклического испарения. После нормального запуска турбокомпрессор всасывает вторичный пар, сжимает его и превращает в нагревательный пар, таким образом непрерывно осуществляя циклическое испарение. Испарившаяся влага в конечном итоге превращается в конденсат и удаляется.

Приложение

Данное оборудование подходит для таких отраслей, как фармацевтика, биология, пищевая промышленность и химическая инженерия, и широко используется для выпаривания и концентрирования экстрактов традиционной китайской медицины, фруктовых соков, тонких химических растворов и сточных вод.

Функции

(1) Низкое энергопотребление и низкие эксплуатационные расходы. Теоретически, использование испарителя MVR позволяет сэкономить более 80% энергии по сравнению с традиционным испарительным оборудованием; на практике энергия, необходимая для испарения 1000 кг влаги, составляет всего 1/6–1/5 от энергии традиционных испарителей (примечание: энергопотребление варьируется в зависимости от материала), а его эксплуатационные расходы также значительно снижаются, как правило, всего на 35–50% по сравнению с традиционными испарителями.

(2) Компактное оборудование с небольшими габаритами. По сравнению с многоступенчатым испарением, оно позволяет уменьшить занимаемую площадь более чем на 50%.

(3) Меньше вспомогательных инженерных требований. Нагревательная камера МВР служит пароконденсатором, что исключает необходимость в отдельном пароконденсаторе и большой системе циркуляционного охлаждения, экономя более 90% охлаждающей воды.

(4) В основном использует электрическую энергию. Помимо необходимости использования небольшого количества промышленного пара для нагрева во время запуска оборудования, в нормальных условиях работы требуется только чистая электрическая энергия, без необходимости использования промышленного пара.

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

(6) Используется 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 Паровой конденсат D Восполнение живого пара (тепловые потери) E Тепловая энергия

(1) Электрическая энергия сжимает вторичный пар, образующийся при испарении, и полностью использует его, практически не допуская потерь пара в системе.

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

(3) Неконденсируемый газ обменивается теплом с исходной жидкостью.

(4) Двигатель компрессора использует частотно-регулируемое управление.

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

Сравнение энергопотребления многоступенчатой ​​испарительной печи и печи MVR (по сравнению с трехступенчатой ​​печью производительностью 10 тонн в час)

Расчеты производились при цене пара 200 юаней/тонна и стоимости электроэнергии 0,7 юаней/кВт·ч за 300 дней в году, по 20 часов в сутки.