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
mvr示意图
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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。
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。
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。一种操作方法是从贮槽循环到蒸发器,再返回原处直到整个贮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。
强制循环蒸发器用于避免在加热面上沸腾的产品而形成结垢或产生结晶。为此,管中的流动速度必须高。当循环液体流过热交换器时被加热,然后在分离器的压力降低时部分蒸发,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范围内。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分离器设计从循环晶体泥浆中分离出来。设备采用泵强制循环,具有蒸发速率高,浓缩比重大,特别适用于浓度或粘度较高物料的蒸发;
工作原理编辑
强制循环蒸发器
蒸发设备的一类。溶液在设备内的循环主要依靠外加动力所产生的强制流动。循环速度一般可达1.5-3.5米/秒。传热效率和生产能力较大。原料液由循环泵自下而上打入,沿加热室的管内向**动。蒸汽和液沫混合物进入蒸发室后分开,蒸气由上部排出,流体受阻落下,经圆锥形底部被循环泵吸入,再进入加热管,继续循环。