MVR蒸发器技术原理与实现
MVR蒸发器技术原理概述。MVR是重新利用它自身产生的二次蒸汽能量,从而减少对外界能源需求的一项技术。MVR蒸发器——机械式蒸汽再压缩蒸发器,是利用高能效蒸汽压缩机将物料中产生的二次蒸汽进行压缩,把电能转换成热能,以提高二次蒸汽的焓值。被提高热能的二次蒸汽压入蒸发室进行加热,以达到循环利用二次蒸汽已有的热能,从而不需要外部新鲜蒸汽,依靠蒸发器自循环来实现蒸发浓缩之目的。MVR蒸发器通过PLC、单片机、组态等形式来控制系统温度、压缩机马达转速,使系统保持蒸发平衡,当达到设定浓度时进行出料。
用于气体压缩的机器是按照正位移原理或动力学原理来操作的。在正位移机器中,机器活动件将吸入室和压力室分隔开,操作室的体积减少而气体压力升高。在使用往复式压缩机的情况下,这样的过程通过气缸内活塞的运动来实现的。在动力式机器中,通过叶轮片高周速的旋转供给气体能量。气体被加速,然后通过位于叶轮下游的扩散器减速,这样高速度转化为压力能。根据流体通过叶轮的方向,将相关设备称为轴流、混流或离心式压缩机。由于蒸发装置经常是在真空范围内操作,加热表面负荷中等且温差小,所以通常采用离心式再压缩机。
MVR蒸发器工作原理概述。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了充分的利用,回收了潜热,又提高了热效率,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,经常使用单效离心再压缩器,也可以是高压风机或透平压缩器。这些机器在1:1.2到1:2压缩比范围内其体积流量较高。对于低的蒸发速率,也可用活塞式压缩机、滑片压缩机或是螺杆压缩机。 MVR蒸发器节能实现原理。多效蒸发过程中,蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源,只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源额外给其能量,使其温度(压力)提高。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽,而MVR蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽。
溶液设计在一个降膜蒸发器里,通过物料循环泵在加热管内循环。初始蒸汽用新鲜蒸汽在管外给热,将溶液加热沸腾产生二次汽;产生的二次汽由涡轮增压风机吸入,经增压后二次汽温度提高,并作为加热热源进入加热室循环蒸发。正常启动后,涡轮压缩机将二次蒸汽吸入,经增压后变为加热蒸汽,由此源源不断进行循环蒸发。蒸发出的水分终变成冷凝水排出。
由于成本原因,单级离心压缩机和高压风机被普遍用于机械蒸汽再压缩系统。离心压缩机是体积控制机器,即无论吸入压力多大,体积流率几乎保持恒定。而质量流量的变化与吸入压力成比例。
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。
MVR蒸发器是一种主要应用于制药行业的新型节能蒸发设备,该设备采用低温与低压汽蒸技术和清洁能源为能源产生蒸汽,将媒介中的水分离出来,是替代传统蒸发器的升级换代产品。
MVR蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器,MVR为单体蒸发器,集多效降膜蒸发器于一身,根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发,即产品在次经过效体后不能达到所需浓度时,产品在离开效体后通过效体下部的真空泵将产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体,然后通过这种反复通过效体以达到所需浓度。
MVR升膜蒸发器
MVR蒸发器采用压缩机提高二次蒸汽的能量,并对提高能量的二次蒸汽加以利用,回收二次蒸汽的潜热。
MVR升膜蒸发器
MVR升膜蒸发器具体为:将蒸发器产生的二次蒸汽,通过压缩机的绝热压缩,使其压力、温度提高后,再作为加热蒸汽送入蒸发器的加热室,冷凝放热,因此蒸汽的潜热得到了回收利用。
2 升膜蒸发器的特点
基本原理:升膜式列管蒸发器又称垂直长管升膜蒸发器, 由一组竖的沸腾管组成, 管外用热媒都用蒸汽加热。料液连续地从底部加入,料液上升到一个短距离, 通过预热, 开始沸腾,料液中产生气泡, 继而形成液膜和二次蒸汽的气液混合物, 产生的二次蒸汽夹带着液滴在管中心以的速度旋转地向上运行, 而把未蒸发的料液, 拉曳成薄膜沿管壁上升,所以这种设备称之为升膜式蒸发器。高速的二次蒸汽与夹带的液滴从管顶喷出, 一起进入旁侧的气液分离器, 二次蒸汽从气液分离器顶部引出, 而浓缩液从底部排出。
特点:
1) 料液在管内的停留时间只有数秒钟乃至数十秒钟。这样短的时间, 而且存液量小, 故特别适用于热敏性料液之浓缩, 例如牛奶、橘子汁、医药的青和、以及农药的春雷和赤等等, 可避免或减少物料的热分解。
2) 结构简单, 维修方便,可在减压、常压和加压下操作
3) 浓缩比不能太高,如浓缩比过高, 则因料液少, 管壁湿润差, 形成固体溶质粘附在壁上的“ 干管”现象, 不仅增加热阻, 而且堵塞加热管。
4) 只适用于蒸发中等粘度的料液,不适于有晶体析出的物料,不适于易结垢物料。
特点
1) 蒸发水量可达0.5t/h~5t/h3) 适于食品药品等热敏性物料的蒸发,适于处理量较小的项目。
污水蒸发器 编
污水蒸发器是一种机械式蒸发器,其通过机械式压缩,提高水蒸汽的压力和温度。
中文名 污水蒸发器 外文名 contaminated water evaporator
目录
1 污水蒸发器的特点
污水蒸发器产品特点: 1.完全自动化设备(也可以半自动操作)无需专人看管,操作简便,处理水质效果好,清洁无异味。
2.节省投资和运行成本(人工费、电费、蒸汽耗费)
3.运行时不用添加化学药品
4.设备根据污水或废水特性,针对性地采用防腐蚀材料制造
5.系统简单,容易操作
6.设备体积小,占地面积少
7.设备性能稳定,连续操作
8.有的蒸发后的水源能再次利用,可节约自来水成本
9.有的污水中能废料变黄金,浓缩物或结晶物可再次利用或卖给人家,节约能源,提高经济效益。
污水蒸发器的特点
① 蒸发水量可达0.5t/h~100t/h
② 正常运行时该系统只用电,蒸发每吨水的能耗为15KW.h至100KW.h,其运行费用为多效蒸发的1/8~1/2。
③ 是目前节能的蒸发器,多为单效蒸发,加热温差小,停留时间短,适于热敏性物料。
④ 结构紧凑,占地面积小。
⑤ 设备通过PLC控制实现自动运行,能够长期连续稳定运行。
蒸汽压缩机
污水蒸发器为机械式蒸发器,其主要特点在于蒸汽压缩机。蒸汽压缩机通过机械式压缩,提高水蒸汽的压力和温度。根据风量和压缩要求选择不同类型的蒸汽压缩机,蒸汽压缩机的转速由变频器调节,可根据实际需求调整压缩机转速压缩机设有温度探头和振动探头,其长期正常运行。
3、污水蒸发器清洗
污水蒸发器清洗周期根据实际情况而定,硬度高的物料需进过预处理或缩短清洗周期。主要设备需设置清洗喷头。清洗液根据实际情况可为清水或稀酸。
4、污水蒸发器与其他蒸发器比较
蒸发方式
反应釜
单效蒸发器
多效蒸发器
喷射泵
MVR蒸发器
能耗
能耗高,蒸发一吨水大约需要1.5吨蒸汽
能耗较高,蒸发一吨水理论上需要1吨蒸汽
比较节能,一般来说随着效数的增加、能耗也相应地降低
在传统多效蒸发器的基础上再多一效,但需要高压蒸汽带动
目前节能的蒸发器技术。蒸发每吨水需要15kw.h~100kw.h的电耗
占地面积
小
小
大
小
小
对产品质量影响
蒸发产品停留时间长,严重影响产品质量
停留时间短单温度高,对产品质量影响较小
停留时间较长,温度较高,对产品质量影响较小
停留时间短,对产品质量影响小。
停留时间短,低温差蒸发,对产品质量影响小
能源方式
使用煤、柴油直接加热;或者使用蒸汽加热
使用蒸汽加热,需要蒸汽管网,需要锅炉
使用蒸汽加热,需要蒸汽管网,需要锅炉
需要高压蒸发带动才能使用,需要锅炉
使用电即可,不需要蒸汽管网,全自闭循环系统
自控程度
人工操作
半自控
半自控
半自控
全自控操作,不间断蒸发
稳定性
差
较差
较差
较差
好
MVR蒸发器控制系统
MVR蒸发器自动控制系统,是 为了满足MVR蒸发系统控制要求,诞生了基于西门子S7-300PLC和WINCC来实现蒸发过程的自动控制。
中文名 MVR蒸发器控制系统 特 点 控制方法
目录
1 概述
2 组成与特点
3 总结
概述
MVR蒸发器自动控制系统,是 为了满足MVR蒸发系统控制要求,诞生了基于西门子S7-300PLC和WINCC来实现蒸发过程的自动控制。
组成与特点
1、PLC控制系统
西门子S7-300是模块化PLC,可以满足中、小规模控制的性能要求,各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务,特别适用于汽车工业、环境技术、采矿、化工厂、生产技术以及食品加工等领域。
春景辉公司采用西门子S7-300 PLC,经过长期的经验积累与完善,已经拥有一套自主开发的、适合MVR蒸发器特点的、功能完善的PLC控制程序。程序中通过各种连锁控制及保护机制,在安全稳定的前提下,实现MVR蒸发器的全自动运行。程序包含以下几个重要功能,来实现系统的全自动运行。
(1)、压缩机作为MVR蒸发器的核心部件,程序中对压缩机采取了各种连锁控制及保护机制,压缩机的安全运行。
(2)、系统自动进料功能,通过程序,PLC根据相关传感器的反馈信号调节进料泵的转速,实现系统的连续进料。
(3)、系统自动排料功能,通过程序,PLC根据相关传感器的反馈信号调节出料阀的开度,实现浓缩液的浓度稳定在系统的设定值。
(4)、系统具有远程通讯和远程控制的功能,根据要求预留相应的通讯接口等。
其它功能保护及具体程序等会根据不同设备进行完善和优化,这里不再赘述。
2、上位机系统
上位机系统采用西门子公司的WINCC组态软件,结合WINCC的优点,已经拥有一套适合MVR蒸发器的上位机控制系统,并且在很多行业成功运行。
从图中可以看出,界面非常形象的展现出了整个设备的工艺流程,各水泵、阀门等控制对象也很清楚的显示出来。通过友善的控制界面,操作员会很方便的对每个控制对象进行控制。
此外,上位机系统还有还具有报警记录和数据记录等功能,可以性的记录设备运行中的报警信息和重要数据,以便操作人员及维修人员对设备的维护和保养。
总结
MVR蒸发器技术在国内的应用已经日趋成熟,和传统蒸发器比较,MVR蒸发器具有众多比克比拟的优点,所以在国内的应用已经越来越多。无论是在工艺设计方面还是电气空控制方面,都有丰富的经验,设备成功率达到。