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  2. 機械式蒸汽壓縮(MVR)蒸發器簡析

    發布時間:2018-09-21 09:34          

    ? ? ? ? 蒸發器是廣泛地被應用于食品加工、果汁濃縮、飲料生產、乳品生產、化工行業、制藥行業、廢水處理、環保工程等領域的一種蒸發濃縮設備。

    1原理介紹

    機械式蒸汽壓縮(MVR)蒸發器,其原理是利用高能效蒸汽壓縮機壓縮蒸發產生的二次蒸汽,提高二次蒸汽的壓力和溫度,被提高熱能的二次蒸汽打入加熱器對原液再進行加熱,受熱的原液繼續蒸發產生二次蒸汽,從而實現持續的蒸發狀態。

    由于本系統循環利用二次蒸汽已有的熱能,從而可以不需要外部鮮蒸汽,大大節省了蒸發系統的能耗。通過PLC、工業計算機(FA)、組態等形式來控制系統溫度、壓力、馬達轉速,保持系統蒸發平衡。從理論上來看,使用MVR蒸發器比傳蒸發器節省60%-80%以上的能源,節省95%以上的冷卻水,減少50%以上的占地面積。設備原理意圖如下:

    紅色標示物料流向,粉色表示蒸汽流向,綠色表示蒸餾水流向

    2設計思想

    系統首要注重工藝與設備必須適應原液水量及負荷變化的沖擊。

    1.?設備穩定性成熟、安全可靠、故障率低(系統穩定性高)

    2.?檢測維護簡單容易(檢測維護簡易)

    3.?運行管理方便, 避免對運行管理人員素質要求過高(人員要求低)

    4.?熱能利用效率高(熱效率高)

    5.?耗能低, 運行和維護成本(能耗率低)

    6.?噪音達到環保標準(噪音低)

    7.?防止設備和系統管路結垢、需確保連續運轉(防垢/除垢容易)

    8.?運行應具有較大的靈活性、自動性(靈活性好)

    9.?排放蒸餾水質高, 能回收作鍋爐補充用(排放水質達標)

    10.?布置緊湊占少地面積,節約土地資源(占地面積?。?/span>

    11.?充分利用工藝系統中的每一份能源(合理利用能源)

    3蒸發工藝選擇

    MVR列管降膜蒸發系統

    1.升膜蒸發器和降膜蒸發器比較:

    (1)升膜蒸發器:

    是一種將加熱室與蒸發室(分離室)分離的蒸發器。加熱室實際上就是一個加熱管很長的立式固定管板換熱器,料液由底部進入加熱管,受熱沸騰后迅速汽化;蒸汽在管內迅速上升,料液受到高速上升蒸汽的帶動,沿管壁形成膜狀上升,并繼續蒸發。汽液在頂部分離,二次蒸汽從頂部溢出,完成液則由底部排出。

    (2)降膜蒸發器:

    與升膜蒸發器結構基本相同,主要區別在于原料液是從加熱室的頂部加入,在重力的作用下沿管內壁形成膜狀下降,并進行蒸發,濃縮液從加熱室的底部進入到分離器內并從底部排出,二次蒸汽由頂部溢出。

    由于二次蒸汽的流向與料液的流向一致,所以能促進料液的向下運動并形成薄膜。這種蒸發器適用于蒸發量較大,有熱敏性和易產生泡沫的溶液,不適于粘度很大,容易結晶或結垢的物料。

    升膜蒸發器因物料向上爬膜不易控制,在蒸發器上部易出現干壁現象,因此采用布膜更易控制的降膜蒸發器。降膜蒸發器適于處理濃度低、量較大的熱敏性物料。

    2.MVR列管降膜蒸發系統

    (1)基本原理:

    MVR列管降膜蒸發工藝,需蒸發物料走蒸發管內(管程)。通過循環泵將物料送到降膜蒸發器主體頂部,物料通過布膜器以膜狀分布到換熱管內,物料溶液在憑借引力流下管腔時被管外的蒸汽加熱,達到蒸發溫度后產生蒸發,物料溶液連同二次蒸汽從管內流下以薄膜的形式蒸發。

    二次蒸汽被蒸汽壓縮機壓縮后,送入降膜加熱室殼程. 降膜加熱室殼程有板塊,引導二次蒸汽,冷凝和排出不可以冷凝的氣體。 而在過程中把本身熱能經過管壁從外傳到管內蒸發中的物料溶液,通過換熱后二次蒸汽冷凝成水排出降膜蒸發器外。降膜加熱室采用一效三段式設計,降膜加熱室為一體,換熱管通過擋板分為三段流程,以來減少蒸發面積,降低設備成本。

    (2)列管降膜蒸發系統的特點:

    溶液在單程型蒸發器中呈膜狀流動,因而對流傳熱系數大為提高,物料停留時間短,易于處理熱敏性,不結晶物料。

    二次蒸汽走列管外,濃液走列管內,管高數米(m)有高達6到30米之間,管束經調教垂直,濃液很容易在管內分布均勻成下降薄膜。

    降膜加熱室上方管頭必需用布膜器均勻地分配濃水到每一根管,以保證每根管子的內壁都能為料液所濕潤,并不斷有液體緩慢流過。

    通過以上分析,雖然降膜蒸發器具有傳熱系數高,物料停留時間較短等優點,但對于物料溶液的蒸發濃縮需要蒸發的濃度不高的情況下,且不結晶。

    4清洗流程 ?

    1.流程

    (1)蒸發器的加熱表面在長時間使用總是會產生污垢,結垢的組成可分為水溶性垢和不溶性垢。設備清洗時,先通過蒸發器底部的排污管將設備中滯留的料液排凈,整個清洗過程可以運用原液蒸發原理進行。

    (2)鈣、鎂、硅等低溶解度的鹽類,以及大分子有機聚合物等,是最容易產生不溶性結垢的物質,要定期停車用酸、堿清洗,或用機械方式將結垢去除。不論是水溶性垢還是非水溶性垢,都要根據具體情況定期進行清洗,而且清洗周期要定在結垢的初期前。

    (3)形成清洗周期短于常規清洗周期的原因有:a.操作壓力或蒸發室液面的急劇變化;b.循環速度過低;c.在清洗、沖洗或軸封水中引入了硬水或其它污染物;d.傳熱溫差過大;e.不正確的清洗程序。

    (4)設備使用壽命長

    (5)系統智能化程度高

    (6)系統具有良好的穩定性

    資料來源:化工707


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