蒸發器某一(yī)效的二次蒸汽不能直接作爲本效熱源,隻能作爲次效或次幾效的熱源。如作爲本效熱源必須額外(wài)給其能量,使其溫度(壓力)提高。蒸汽噴射泵隻能壓縮部分(fēn)二次蒸汽,而mvr蒸發器則可壓縮蒸發器中(zhōng)所有的二次蒸汽。mvr蒸發器其工(gōng)作過程是低溫位的蒸汽經壓縮機壓縮,溫度、壓力提高,熱焓增加,然後進入換熱器冷凝,以充分(fēn)利用蒸汽的潛熱。除開(kāi)車(chē)啓動外(wài),整個蒸發過程中(zhōng)無需生(shēng)蒸汽。
單級離(lí)心壓縮機的壓縮循環描繪在焓熵圖中(zhōng)。單級離(lí)心壓縮機需要的動力:
例如:将來自蒸發器的飽和水蒸汽從吸入狀态p1=1.9 bar, t1=119 ℃壓縮到p2= 2.7 bar,t2=161℃(壓縮比 Π= 1.4)。壓縮循環沿着多變曲線1-2,蒸汽的比焓增加量Δhp。對于蒸汽的比焓h2,通過壓縮機内效率(等熵效率)的等式:在此溫度下(xià),它進入到蒸發器的加熱器。基于被吸入蒸汽的量,kg/hr。hp 單位多變(有效)壓縮功,kj/kg。hs 單位等熵壓縮功,kj/kg。
壓縮機的等熵效率(内效率)除其他因素之外(wài),單位多變壓縮功 hp取決于多方指數κ和吸入氣體(tǐ)的摩爾質量m,以及吸入溫度和要求的壓升。對于原動機(電(diàn)動機、燃氣機、渦輪機等)的實際耦合功率,考慮了更大(dà)的機械損耗餘量。葉輪由标準材料制造的單級離(lí)心壓縮機能夠獲得壓縮因子1.8的水蒸汽壓升,如果采用钛等更高質量的材料,壓縮因子可高達2.5。這樣一(yī)來,最終壓力p2就是吸入壓力p1的1.8倍,或最大(dà)2.5倍,這對應于飽和蒸汽溫度升高約12-18k,最大(dà)溫升可到30k,這取決于吸入壓力。就蒸發技術而言,通常的做法是根據相應的水沸點溫度來表示其壓力。這樣,有效溫差就被直接表示出來。
mvr蒸發器采用壓縮機提高二次蒸汽的能量,并對提高能量的二次蒸汽加以利用,回收二次蒸汽的潛熱。具體(tǐ)爲:将蒸發器産生(shēng)的二次蒸汽,通過壓縮機的絕熱壓縮,使其壓力、溫度提高後,再作爲加熱蒸汽送入蒸發器的加熱室,冷凝放(fàng)熱,因此蒸汽的潛熱得到了回收利用。冷料在進入蒸發器前,通過熱交換器吸收了冷凝水的熱量,使之溫度升高,同時也冷卻了冷凝液和完成液,進一(yī)步提高熱的利用率。
以濃縮工(gōng)業廢水爲例:首先将工(gōng)業廢水沿着管道進入預熱器,通過預熱器,對工(gōng)業廢水進行預熱處理。然後将預熱過後的工(gōng)業廢水引入到蒸發器中(zhōng),在蒸發器中(zhōng),工(gōng)業廢水将被加熱、蒸發、濃縮,最終,加熱蒸汽冷凝形成的蒸餾水流到蒸餾水收集罐内,而二次蒸汽和濃縮液則一(yī)起進入汽液分(fēn)離(lí)器中(zhōng)。在汽液分(fēn)離(lí)器中(zhōng),濃縮液和二次蒸汽分(fēn)離(lí),最終,濃縮液流入到濃縮液收集罐中(zhōng),而分(fēn)離(lí)出來的二次蒸汽則被導入到機械式壓縮機内。在機械式蒸汽壓縮機内,通過對二次蒸汽壓縮、升溫、升壓,并引入到蒸發器中(zhōng),然後對工(gōng)業廢水進行加熱、濃縮、蒸發、蒸餾處理。最終,通過重複循環使用二次蒸汽,完成整個工(gōng)業廢水的處理過程,并實現工(gōng)業廢水處理和節省能源的雙重目标。
mvr蒸發器溶液在一(yī)個降膜蒸發器裏,通過物(wù)料循環泵在加熱管内循環。初始蒸汽用新鮮蒸汽在管外(wài)給熱,将溶液加熱沸騰産生(shēng)二次汽,産生(shēng)的二次汽由渦輪增壓風機吸入,經增壓後,二次汽溫度提高,作爲加熱熱源進入加熱室循環蒸發。正常啓動後,渦輪壓縮機将二次蒸汽吸入,經增 壓後變爲加熱蒸汽,就這樣源源不斷進行循環蒸發。蒸發出的水分(fēn)最終變成冷凝水排出,從蒸發器出來的二次蒸汽,經壓縮機壓縮,壓力、溫度升高,熱焓增加,然後送到蒸發器的加熱室當作加熱蒸汽使用,使料液維持沸騰狀态,而加熱蒸汽本身則冷凝成水。這樣,原來要廢棄的蒸汽就得到了充分(fēn)的利用,回收了潛熱,又(yòu)提高了熱效率,生(shēng)蒸汽的經濟性相當于多效蒸發的30效。爲使蒸發裝置的制造盡可能簡單和操作方便,經常使用單效離(lí)心再壓縮器,也可以是高壓風機或透平壓縮器。這些機器在1:1.2到1:2壓縮比範圍内其體(tǐ)積流量較高。對于低的蒸發速率,也可用活塞式壓縮機、滑片壓縮機或是螺杆壓縮機。
由于成本原因,單級離(lí)心壓縮機和高壓風機被普遍用于機械蒸汽再壓縮系統。因此下(xià)述說明是針對此類設計。離(lí)心壓縮機是體(tǐ)積控制機器,即無論吸入壓力多大(dà),體(tǐ)積流率幾乎保持恒定。而質量流量的變化與絕對吸入壓力成比例。
工(gōng)業廢水mvr蒸發器(mechanical vapor recompression )簡稱mvr,是一(yī)個蒸發器,采用重新利用它自身産生(shēng)的二次蒸汽的能量,從而減少對外(wài)界能源的需求的節能技術。早在60年代,德國和法國已成功的将該技術用于化工(gōng)、食品、造紙(zhǐ)、醫藥、海水淡化及污水處理等領域。