mvr蒸發(fā)器

MVR蒸發(fā)器[1] ，是英文mechanical vapor recompression的簡稱。mvr是重新利用它自身產(chǎn)生的二次蒸汽的能量，從而減少對外界能源的需求的一項技術(shù)。
 
二次蒸汽，經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮，壓力和溫度得以升高，熱焓隨之增加，被送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽即生蒸汽使用，使料液維持蒸發(fā)狀態(tài)，而加熱蒸汽本 身將熱量傳遞給物料本身冷凝成水。這樣，原來要廢棄的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潛熱，又提高了熱效率。
 
早在60年代，德國和法國已經(jīng)成功的將該技術(shù)應(yīng)用于化工、制藥、造紙、污水處理、海水淡化等行業(yè)。
 
其工作過程是低溫位的蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)壓縮，溫度、壓力提高，熱焓增加，然后進(jìn)入換熱器冷凝，以充分利用蒸汽的潛熱。除開車啟動外，整個蒸發(fā)過程中無需生蒸汽。
 
多效蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)器某一效的二次蒸汽不能直接作為本效熱源，只能作為次效或次幾效的熱源。如作為本效熱源必須額外給其能量，使其溫度(壓力)提高。蒸汽噴射泵只能壓縮部分二次蒸汽，而mvr蒸發(fā)器則可壓縮蒸發(fā)器中所有的二次蒸汽。
 

能量圖
溶液在一個降膜蒸發(fā)器里，通過物料循環(huán)泵在加熱管內(nèi)循環(huán)。初始蒸汽用新鮮蒸汽在管外給熱，將溶液加熱沸騰產(chǎn)生二次汽，產(chǎn)生的二次汽由渦輪增壓風(fēng)機(jī)吸入，經(jīng)增壓后，二次汽溫度提高，作為加熱熱源進(jìn)入加熱室循環(huán)蒸發(fā)。正常啟動后，渦輪壓縮機(jī)將二次蒸汽吸入，經(jīng)增壓后變?yōu)榧訜嵴羝?，就這樣源源不斷進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)。蒸發(fā)出的水分最終變成冷凝水排出。
 由于成本原因，單級離心壓縮機(jī)和高壓風(fēng)機(jī)被普遍用于機(jī)械蒸汽再壓縮系統(tǒng)。因此下述說明是針對此類設(shè)計。離心壓縮機(jī)是體積控制機(jī)器，即無論吸入壓力多大，體積流率幾乎保持恒定。而質(zhì)量流量的變化與吸入壓力成比例。
 
單級離心壓縮機(jī)的壓縮循環(huán)描繪在焓熵圖中。單級離心壓縮機(jī)需要的動力：
 
例如：將來自蒸發(fā)器的飽和水蒸汽從吸入狀態(tài)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(huán)沿著多變曲線1－2，蒸汽的比焓增加量Δhp。對于蒸汽的比焓h2，通過壓縮機(jī)內(nèi)效率（等熵效率）的等式：在此溫度下，它進(jìn)入到蒸發(fā)器的加熱器?；诒晃胝羝牧?，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(jī)的等熵效率（內(nèi)效率）除其他因素之外，單位多變壓縮功 hp取決于多方指數(shù)κ和吸入氣體的摩爾質(zhì)量M，以及吸入溫度和要求的壓升。對于原動機(jī)（電動機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)、渦輪機(jī)等）的實(shí)際耦合功率，考慮了更大的機(jī)械損耗余量。葉輪由標(biāo)準(zhǔn)材料制造的單級離心壓縮機(jī)能夠獲得壓縮因子1.8的水蒸汽壓升，如果采用鈦等更高質(zhì)量的材料，壓縮因子可高達(dá)2.5。這樣一來，最終壓力p2就是吸入壓力p1的1.8倍，或2.5倍，這對應(yīng)于飽和蒸汽溫度升高約12-18K，溫升可到30K，這取決于吸入壓力。就蒸發(fā)技術(shù)而言，通常的做法是根據(jù)相應(yīng)的水沸點(diǎn)溫度來表示其壓力。這樣，有效溫差就被直接表示出來。