MVR蒸发器在工业废水处理中的工作原理

MVR是机械蒸汽再压缩的缩写。MVR蒸发器是一种利用自身产生的二次蒸汽能量来降低外部能源需求的节能技术。广泛应用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化、污水处理等领域。MVR蒸发器在工业废水处理中是如何工作的？

MVR蒸发器的工作过程是通过压缩机压缩低温蒸汽，使温度和压力升高，焓升，然后进入换热器冷凝，充分利用蒸汽的潜热。除启动外，整个蒸发过程不需要产生蒸汽。在整个蒸发过程中，除启动外，无原蒸汽的蒸发器二次蒸汽被压缩机压缩，压力和温度升高，焓变大。然后作为加热蒸汽送到蒸发器的加热室，保持料液的沸腾状态，加热蒸汽本身冷凝成水。这样可以充分利用废蒸汽，回收潜热，提高热效率。蒸汽产生的经济性相当于多效蒸发的30个效果。为了使蒸发装置尽可能简单，操作方便，可采用离心式压缩机和罗茨式压缩机。这些机器的容积流量在1:1.2到1:2压缩比范围内。
用焓熵图描述了单级离心压缩机的压缩循环。单级离心压缩机所需功率：如将蒸发器饱和水蒸气从吸入口P1=1.9bar，T1=119℃压缩到P2=2.7bar，T2=161℃（压缩比π=1.4）。压缩循环中蒸汽比焓的增加量为ΔHP。对于蒸汽的比焓H 2，它通过压缩机的内效率（等熵效率）方程：在此温度下，它进入蒸发器的加热器。根据吸入蒸汽量，kg/hr。高压机组可变（有效）压缩功，kJ/kg。单位等熵压缩功，kJ/kg。
压缩机的等熵效率（内效率）由吸入气体的多重指数K和摩尔质量m以及吸入温度和所需的压力上升决定。对于原动机（电机、燃气机、汽轮机等）的实际耦合功率，考虑了较大的机械损耗裕度。采用标准材料制成的叶轮的单级离心压缩机，可获得压缩系数为1.8的水蒸汽压升。如果使用钛等优质材料，压缩系数可高达2.5。这样，最终压力P2是吸入压力P1的1.8倍，即max pressure 的2.5倍。饱和蒸汽对应的温升约为12-18k，max 温升可达30K，这取决于吸入压力。在蒸发技术中，压力通常是根据水的相应沸点温度来表示的。这样，有效温差就直接表示出来了。

MVR蒸发器采用压缩机提高二次蒸汽能量，二次蒸汽回收二次蒸汽潜热。具体为：蒸发器产生的二次蒸汽通过绝热压缩机压缩，使其压力和温度升高，然后作为加热蒸汽送到蒸发器的加热室冷凝放热，从而回收蒸汽的潜热。在冷料进入蒸发器之前，冷凝水的热量被换热器吸收以提高温度。同时冷却冷凝液和产品液，进一步提高热利用率。
MVR蒸发器的解决方案是在降膜蒸发器中，通过物料循环泵在加热管中循环。初始蒸汽在管外由新鲜蒸汽加热，溶液加热煮沸产生二次蒸汽。二次蒸汽被涡轮风扇吸入。二次蒸汽加压后，温度升高，进入加热室作为循环蒸发的热源。正常启动后，二次蒸汽被透平压缩机吸入，加压后变成热蒸汽，循环蒸发连续进行。蒸发的水最终会变成冷凝水排出。来自蒸发器的二次蒸汽被压缩机压缩，压力和温度升高，焓值升高。然后作为加热蒸汽送至蒸发器的加热室，维持进料液的沸腾状态，加热蒸汽本身冷凝成水。这样既充分利用了待废弃的原蒸汽，又回收了潜热，提高了热效率。蒸汽产生的经济性相当于多效蒸发的30个效果。为了使蒸发装置尽可能简单，操作方便，通常采用单效离心压缩机，也可以是高压风机或涡轮压缩机。这些机器的容积流量在1:1.2到1:2压缩比范围内。对于低蒸发率，也可以使用活塞式压缩机、滑动式压缩机或螺杆式压缩机。
单级离心式压缩机和高压风机由于成本高，在机械蒸汽再压缩系统中得到了广泛的应用。因此，以下描述适用于本设计。离心式压缩机是一种容积控制机械，也就是说，无论吸气压力有多大，容积流量几乎是恒定的。质量流量的变化与绝对吸入压力成正比。

具有一定蒸发器作用的二次蒸汽不能直接作为一次效应的热源，只能作为二次效应或二次效应的热源。如果它被用作这种效果的热源，就必须给它额外的能量来提高它的温度（压力）。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽，而MVR蒸发器可以压缩蒸发器中的所有二次蒸汽。