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MVR蒸发器MVR蒸发器是一种主要应用于制药行业的新型高效节能蒸发设备，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，是目前国际先进的蒸发技术，是替代传统蒸发器的升级换代产品。中文名MVR蒸发器 外文名 mechanical vapor recompression 特 点 二次蒸汽 性 质 高效节能蒸发设备目录1 工作原理2 压缩原因▪ 技术特点▪ 应用范围3 基本原理工作原理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。效体内部为排列的细管，管内部为产品，外部为蒸汽，在产品由上而下的流动过程中由于管内面积增大而使产品呈膜状流动，以增加受热面积，通过真空泵在效体内形成负压，降低产品中水的沸点，从而达到浓缩，产品蒸发温度为60℃左右。产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起通过分离器进行分离，冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品，蒸汽通过风扇增压器进行增压（蒸汽压力越大温度越高），而后经增压的蒸汽通过管路汇合一次蒸汽再次通过效体。设备启动时需一部分蒸汽进行预热，正常运转后所需蒸汽会大幅度减少，在风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能，所以设备运转过程中所需蒸汽减少，而所需电量大幅增加。产品在效体流动的整个过程中温度始终在60℃左右，加热蒸汽与产品之间的温度差也保持在5—8℃左右，产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保护产品质量、有效防止糊管。产品的浓缩度在50%左右时仅MVR蒸发器就能完成，当所需浓度为60%时则需安装闪蒸设备。压缩原因机械蒸汽再压缩原因■ 单位能量消耗低■ 因温差低使产品的蒸发温和■ 由于常用单效使产品停留时间短■ 工艺简单，实用性强■ 部分负荷运转特性优异■ 操作成本低机械蒸汽再压缩机-设计与功能范围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。气体首先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。适用的压缩机类型取决于相关应用的操作条件。关键参数是需要达到的压升和待压缩蒸汽的流量。Π是终压力p2与吸入压力p1的比值，定义为压缩比。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，温差小，所以通常采用离心式再压缩机。动力式操作压缩机混流式离心式离心风机单级离心压缩机多级离心压缩机技术特点1）低能耗、低运行费用；2）占地面积小；3）公用工程配套少，工程总投资少，4）运行平稳，自动化程度高；5）*原生蒸汽；6）由于常用单效使产品停留时间短7）工艺简单，实用性强，部分负荷运转特性优异8）操作成本低，可以在40℃以下蒸发而*冷冻设备，特别适合于热敏性物料。应用范围1）蒸发浓缩2）蒸发结晶3）低温蒸发1）蒸发一吨水需要耗电为23-70度电；2）可以实现蒸发温度17-40℃的低温蒸发，*冷冻水系统。基本原理MVR蒸发器，是英文mechanical vapor recompression的简称。mvr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技术。二次蒸汽，经过压缩机的压缩，压力和温度得以升高，热焓随之增加，被送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽即生蒸汽使用，使料液维持蒸发状态，而加热蒸汽本 身将热量传递给物料本身冷凝成水。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。早在60年代，德国和法国已经成功的将该技术应用于化工、制药、造纸、污水处理、海水淡化等行业。其工作过程是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*生蒸汽。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。如作为本效热源必须额外给其能量，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，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，就这样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。因此下述说明是针对此类设计。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。单级离心压缩机的压缩循环描绘在焓熵图中。单级离心压缩机需要的动力：例如：将来自蒸发器的饱和水蒸汽从吸入状态p1=1.9 bar, t1=119 ℃压缩到p2= 2.7 bar, t2=161℃（压缩比 Π= 1.4）。压缩循环沿着多变曲线1－2，蒸汽的比焓增加量Δhp。对于蒸汽的比焓h2，通过压缩机内效率（等熵效率）的等式：在此温度下，它进入到蒸发器的加热器。基于被吸入蒸汽的量，kg/hr。hp 单位多变（有效）压缩功，kJ/kg。hs 单位等熵压缩功，kJ/kg。压缩机的等熵效率（内效率）除其他因素之外，单位多变压缩功 hp取决于多方指数κ和吸入气体的摩尔质量M，以及吸入温度和要求的压升。对于原动机（电动机、燃气机、涡轮机等）的实际耦合功率，考虑了更大的机械损耗余量。叶轮由标准材料制造的单级离心压缩机能够获得压缩因子1.8的水蒸汽压升，如果采用钛等更高质量的材料，压缩因子可高达2.5。这样一来，终压力p2就是吸入压力p1的1.8倍，或2.5倍，这对应于饱和蒸汽温度升高约12-18K，温升可到30K，这取决于吸入压力。就蒸发技术而言，通常的做法是根据相应的水沸点温度来表示其压力。这样，有效温差就被直接表示出来。机械蒸汽再压缩的原理蒸发设备紧凑，占地面积小、所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽，供水能力不足，场地不够的现有工厂，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。冷凝器和蒸发器的工作形式却是不同的：冷凝器是给介质降温液化，对外放热；蒸发器是介质吸热气化，吸收外界热量的，也就是制冷剂是由气态变为液态，是一个冷凝放热过程，其内压力一般很高；而蒸发器的制冷剂是由液态变为气态，是一个蒸发吸热过程，其内压力一般较低。外观上的不同：蒸发器壳程为水，管程为冷媒；冷凝器正好相反。外观差别不大，但是蒸发器管箱的材料一般好过冷凝器。如果封头管箱是铸造的一般是冷凝器。总结而言冷凝器是制冷装置中主要的热交换设备之一，它的作用是将制冷机升压排出的制冷剂过热蒸汽冷却冷凝成制冷剂液体，并放热于冷却介质中。常用的冷却介质是：水和空气。蒸发器是制冷系统中用于制冷剂与低温热源间进行热交换的设备，也是制冷装置中的主要热交换设备之一。在蒸发器中，制冷剂液体在低压低温下汽化吸收被冷却介质的热量，成为低温低压下的制冷剂干饱和气体或过热蒸汽，从而在制冷系统中产生和输出冷量。蒸发器位于节流阀和制冷机回气总管之间或连接于汽液分离设备的供液和回气管之间，并安装在需要冷却、冻结的冷间或场所。蒸发器：需要蒸发的溶液在蒸发器里和热源蒸汽进行加热，产生蒸发。根据不同溶液的性质来选择不同类型的蒸发器。蒸发器特点： 1．本设备处的物料特性适应围广。其中主要针对蒸发过程容易结垢的物料、蒸发过程有晶体析出的物料。随着浓缩浓度提高，粘度相应增加的物料、有不溶性固形物的物料等； 2．在蒸发过程中，物料通过强制循环在管内快速流动，受热均匀、传热系数高、并可防止干壁现象。 3．料液通过强制循环泵快速经过加热器加热，**部出来以切线式进入分离器（结晶器），汽液分离效果好。 4．物料通过设备抽真空低温蒸发结晶，加上连续式进出料，保证了饱和精浆液的连续式输出，采用*特设计的结晶器，能满足连续进料，连续排料的工艺要求，结晶器与强制循环泵形成了的配合，其内部结构使得晶体和清液得到快速有效的分离。。 5．设备结构紧凑、占地面积小，布局流畅、操作方便、性能稳定等。 6．设备可配置自动化系统，实现进料自动控制，加热温度自动控制，出料浓度自动控制，还可配备突发停电、故障时对结晶物料的保护措施，其它安全、报警等自动化操作控制。 7．强制循环蒸发器是开发研制的高效节能浓缩设备，该设备在真空低温条件下运作，具有料液流速快、蒸发快、不易结垢等特性。强制循环蒸发器的加热室有卧式和立式两种结构，物料循还速度大小由强制循环泵变频调节，其缺点是能耗较大。 8．强制循环蒸发器为了避免在加热面上沸腾的产品形成结垢或产生结晶，其管中的流动速度必须快，为避免换热管结垢或减少垢质的生成，物料在换热管内的流速须达到1.5-2.0M/s，当循环液体流过热交换器时被加热，然后在分离器中压力降低时部分物料液蒸发，从而将液体冷却至对应该压力下的沸点温度。由于循环泵的原因，蒸发器的操作与温差基本无关，物料的再循环速度可以精确调节，蒸发速率设定在一定的围内，在结晶应用中，晶体可以通过调节循环流动速度和采用特殊的结晶器设计从循环晶体泥浆中分离出来。蒸发器适用范围： 适用于氯化钠、、、甘铵酸、苯丙铵酸；硝酸钠、、氯化钙、硫酸铵、氢氧化钠等物料的蒸发与结晶。以及粘度大、浓度高易结垢物料的浓缩，如蕃茄酱、果酱、果肉型果汁及高浓度糖溶液的加工浓缩生产，在国内已普遍使用，效果较好。蒸发器蒸发能力：1000～60000kg/h对用户提供的有晶体析出的溶液的成份、含量都会做出具体的技术方案，供用户参考与选择！单效蒸发器 凡是溶液在蒸发器蒸发时，所产生的二次蒸汽不再利用，则此种蒸发操作称为单效蒸发。使用单效蒸发方式的蒸发器称为单效蒸发器。当所需要的生产能力规模小，蒸汽是廉价的，物料有腐蚀性以致需要非常昂贵的结构材料，或蒸汽被污染以致不能重新利用时，应用单效蒸发器。中文名 单效蒸发器 外文名 one-effect evaporator 类 型 蒸发器 适用情况 生产规模小、蒸气廉价 操作方式 间歇式、半间歇式、连续式 实 例 RP6K系列盘管式单效蒸发器目录1 单多效区别2 操作方式分类3 成部件4 实例5 装置设计选型单多效区别单效蒸发器一般是指单一的蒸发器，它在进行溶液蒸发时所产生的二次蒸气不再利用。在大规模生产中，蒸发大量水分必须消耗大量的一次蒸气。为了减少一次蒸气的消耗量，采用将生产中产生出的二次蒸气导入*二个蒸发器中作加热蒸气用，*二个蒸发器产生的二次蒸气还可导入*三蒸发器中作加热蒸气用，每一个蒸发器称为一效，以此类推。这样，几个蒸发器串联操作，就组成了多效蒸发器。操作方式分类单效蒸发器可以是间歇式、半间歇式或连续分批方式或连续地操作。严格说来，间歇式蒸发器其中加料、蒸发和排放是依次分步进行的蒸发器。这种操作方式是很少采用的，因为它需要足够大的壳体以容纳进料的全部装料，加热元件安放得相当低，以便当体积减少到产品的体积时不能被露出。更为常见的操作方式是半伺歇式，其中进料是连续地加入以维持固定的液面直到整个装料达到后的密度为止。连续分批蒸发器通常具有连续的进料，在至少部分循环范围内连续的排料。一种操作方法是从储槽循环到蒸发器，再返回原处直到整个储槽达到所需的浓度为止，于是分批地完成加工。连续式蒸发器基本上是连续地进料和排料，进料和产品的浓度都大体上保持不变。 组成部件1. 预热器和加热器多数情况下，待蒸发的产品在进入加热室之前必须被预热至沸点。通常使用直管预热 器或者板式换热器完成此项工作。2.蒸发器选择适当类型的蒸发器，取决于每一特殊的应用场合和产品的性质。3.分离器每台蒸发器都配备有分离器，用于蒸汽和液体的分离。按照应用范围来选择不同类型 的分离器，例如离心分离器、重力分离器或者装有内部构件的分离器。设计时需考虑分离效 率、压降和清洗频率等重要因素。4. 冷凝器在可能的场合，蒸发过程中产生的蒸汽热量被用于加热下游几效蒸发器和预热器，或者 将蒸汽再压缩后作为加热介质。但蒸发装置后一效的残余蒸汽无法照此利用，须将其冷 凝。蒸发装置可以配备表面冷凝器、接触式冷凝器或空冷式冷凝器。5.脱气/真空系统使用真空泵来维持蒸发装置中的真空。它们从装置中排出泄漏的空气和不可凝气体， 以及液体进料时带入的溶解气体。为此，可根据蒸发装置的规模和操作方式使用相应的喷 射泵和液环泵。6.泵由于设计条件和应用错综复杂，必须考虑泵的选型。选择标准是蒸发装置中的产品特 性、吸入压头情况、流量和压缩比。对于低黏度产品来说，主要使用离心泵;而高黏度的产品 则需使用容积泵。一些含有固体或结晶的产品，使用其他类型的泵，例如旋桨泵。根据特定 的应用场合以及相关的使用条件决定泵的类型、尺寸、速度、机械密封和材料。7.清洗系统根据不同的产品，设备经过一定时间的运转后，可能会发生结垢现象。绝大多数情况下 使用化学清洗可去除水垢和其他污垢。为此，蒸发装置需配备一些必要的设备组件如清洗 剂槽、附加泵和管道阀门。这些设备保证了装置*拆卸即可进行清洗，一般称为“原位清 洗”CIP。清洗的选择要根据结垢的类型。清洗剂渗入结壳层，将结壳溶解或使其分解，使 蒸发器表面被彻底清洗，如有必要还可对表面进行消毒。8.蒸汽洗涤器如果装置不是由生蒸汽加热，而是由废蒸汽例如干燥器的蒸汽加热，为避免这些蒸汽对 蒸发装置的加热室的污染和结垢，在它们进入之前必须被清洗干净。9. 冷凝液精处理系统尽管小液滴的分离已非常理想，但冷凝液的质量可还是达不到要求的纯度，特别是在产 品含有挥发性组分时。根据不同的应用，通过使用精馏塔或膜过滤系统可以将冷凝液进一 步纯化。10.材料根据不同的产品的需求决定了采用制造蒸发装置所需的材料。大多数情况下采用不锈 钢，如有特殊需求还可使用哈氏合金、钛、镍、铜、石墨、钢内衬橡胶、合成材料等。冰库蒸发器蒸发面积的计算与其他冷间蒸发器的计算方法相同。也可根据冰库净面积来选配，一般按一平方米面积配0.6~0.7m2蒸发面积。冰库温度应根据所储冰的品种确定，储存盐水冰的冰库其温度应为-4℃，储存碎冰的冰库温度应为-18~-15℃。在设计制冷系统管道时，应考虑制冰机不生产时冰库仍能降温。蒸发器的融霜方式可采用人工扫霜。在设置蒸发器时对于建筑净高在6m以下的冰库可不设墙排管，但**排管必须分散布满，建筑净高在6m或**6m的冰库应设墙排管不得采用翅片管，以防止堆码冰垛式撞坏。蒸发器的优缺点（1）优点 能效较干式蒸发器高（2）缺点a. 需增加也为控制装置，以确保进入蒸发器的冷媒流量能将液面维持在适当的高度。b. 液位控制装置的价格相当昂贵，保养和调整非常麻烦，在机组符合变化时适应性能很差。 c. 如果蒸发器中的冷媒液面降低，蒸发器中与冷媒相溶的冷冻油不容易回到压缩机内，是压缩机有失油之虞，可能直接导致压缩机的烧毁。尤其是多机头机组，回油问题更加严重。 d. 如蒸发器中的冷媒液面抬高，冷媒会以液态形式进入压缩机内，引起液压缩，同样会导致压缩机烧毁。 e. 整个系统冷媒和冷冻油的充注量是干式的2倍多，日后的维护保养成本增加。f . 由于满液式蒸发器回油非常麻烦，因此对冷冻油的品质要求很高，必须保证冷冻油在很高的品质下工作。在使用一段时间后，由于冷冻油会逐渐变绸，回油将会非常困难，必须立即更换，其使用周期较干式蒸发器缩短一半以上，大大增加运行成本。 g. 冷冻水流经蒸发器铜管内时，因温度过低容易形成凝结，会导致铜管涨裂。