離心蒸汽壓縮機用於MVR技術簡介

2022-06-27 15:18:05 字數 5267 閱讀 9491

mvr技術簡介

德維透平機械****

機械蒸汽再壓縮的原理

由於成本原因,單級離心壓縮機和高壓風機被普遍用於機械蒸汽再壓縮系統。因此下述說明是針對此類設計。

離心壓縮機是體積控制機器,即無論吸入壓力多大,體積流率幾乎保持恆定。而質量流量的變化與絕對吸入壓力成比例。單級離心壓縮機的壓縮迴圈描繪在焓熵圖中。

單級離心壓縮機需要的動力:

例如:將來自蒸發器的飽和水蒸汽從吸入狀態p1=1.9bar, t1=119 ℃壓縮到p2= 2.

7bar, t2=161 ℃(壓縮比 π= 1.4)。壓縮迴圈沿著多變曲線1-2,蒸汽的比焓增加量δhp。

對於蒸汽的比焓h2,通過壓縮機內效率(等熵效率)的等式:

而得到的值是h2 =2785 kj/kg (ηs 0.8適用於水蒸汽介質的單級離心壓縮機)。t2=161℃相對於h2和p2。

現在此蒸汽就能夠用於加熱第1效蒸發器。首先它失去過熱並冷卻至飽和溫度t3(130℃),壓力p2(2.7bar)。

在此溫度下,它進入到蒸發器的加熱器。基於

除其他因素之外,單位多變壓縮功hp取決於多方指數κ和吸入氣體的摩爾質量m,以及吸入溫度和要求的壓公升。對於原動機(電動機、燃氣機、渦輪機等)的實際耦合功率,考慮了更大的機械損耗餘量。葉輪由標準材料製造的單級離心壓縮機能夠獲得壓縮因子1.

8的水蒸汽壓公升,如果採用鈦等更高質量的材料,壓縮因子可高達2.5。這樣一來,最終壓力p2就是吸入壓力p1的1.

8倍,或最大2.5倍,這對應於飽和蒸汽溫度公升高約12-18k,最大溫公升可到30k,這取決於吸入壓力。就蒸發技術而言,通常的做法是根據相應的水沸點溫度來表示其壓力。

這樣,有效溫差就被直接表示出來。

例如:吸入壓力 p1 = 1 bar 對應於100 ℃,最終壓力 p2 = 1.7 bar 對應於115.

2 ℃,壓力比π=p2/p1=1.7,飽和蒸汽溫公升為15.2 k。

用於蒸發蒸餾等裝置的三種技術比較

蒸發、蒸餾、蒸發結晶、蒸發乾燥裝置都是高能耗的。

能耗在這些裝置的執行成本中佔很大的比例,因此單位能耗的降低和優化對降低整個執行成本至關重要。

目前有三種主要的技術實現比能耗的最小化,可單獨應用,也可聯合應用:

■ 多效技術(multiple effect evaporator,mee)

■ 熱力蒸汽再壓縮技術(thermal vapour recompressor,tvr)

■ 機械蒸汽再壓縮技術(mechanical vapour recompressor,mvr)

1.多效技術

在多效蒸發裝置中,由新蒸汽加熱第一效產生的蒸汽不進入冷凝器,而是作為第二效的加熱介質得以再次利用。這樣可以將新蒸汽消耗有效降低約50%。重複利用此原理,可進一步降低新蒸汽消耗。

第一效的最高加熱溫度與最後一效的最低沸點溫度形成了總溫差,分布於各個效。結果,每效溫差隨效數增加而減小。所以為達到指定的蒸發速率必須增大加熱面積。

初步估算表明,用於所有效的加熱面積隨效數成比例增加,這樣一來蒸汽節省量逐漸減少的同時,投資費用顯著增加。

a 產品 b 殘餘蒸汽 c 濃縮液 d 動力蒸汽

e 動力蒸汽冷凝水 f 二次蒸汽冷凝水 v 熱損失

二效直接加熱蒸發器的熱流圖

2.熱力蒸汽再壓縮技術

熱力蒸汽再壓縮時,根據熱幫浦原理,來自沸騰室的蒸汽被壓縮到加熱室的較高壓力;即能量被加到蒸汽上。由於與加熱室壓力相對應的飽和蒸汽溫度更高,使得蒸汽能夠再用於加熱。為此採用蒸汽噴射壓縮器。

它們是根據噴射幫浦原理來操作,沒有活動件,設計簡單而有效,並能確保最高的工作可靠性。使用一台熱力蒸汽壓縮器與增加一效蒸發器具有相同的節省蒸汽/節能效果。熱力蒸汽壓縮器的操作需要一定數量的新蒸汽,即所謂的動力蒸汽。

這些動力蒸汽必須被傳送到下一效,或者被送至冷凝器作為殘餘蒸汽。包含在殘餘蒸汽中的剩餘能量大約與動力蒸汽所提供的能量相當。

a 產品 b 二次蒸汽 b1 殘餘蒸汽 c 濃縮液

d 動力蒸汽 e 動力蒸汽冷凝水 v 熱損失

熱力蒸汽再壓縮加熱蒸發器的熱流圖

3.機械蒸汽再壓縮技術

機械蒸汽再壓縮時,通過機械驅動的壓縮機將蒸發器蒸出的蒸汽壓縮至較高壓力。因此再壓縮機也作為熱幫浦來工作,給蒸汽增加能量。與用迴圈工藝流體(即封閉系統,製冷迴圈)的壓縮熱幫浦相反,因為蒸汽再壓縮機是作為開放系統來工作,故可將其視為特殊的壓縮熱幫浦。

在蒸汽壓縮和隨後的加熱蒸汽冷凝之後,冷凝液離開迴圈。加熱蒸汽(熱的一側)與二次蒸汽(冷的一側)被蒸發器的換熱表面分隔開來。開放式壓縮熱幫浦與封閉式壓縮熱幫浦的對比表明:

在開放系統中的蒸發器表面基本上取代了封閉系統中工藝流體膨脹閥的功能。通過使用相對少的能量,即在壓縮熱幫浦情況下的壓縮機葉輪的機械能,能量被加入工藝加熱介質中並進入連續迴圈。在此情況下,不需要一次蒸汽作為加熱介質。

a 產品 b 二次蒸汽 b1 殘餘蒸汽 c 濃縮液

d 電能 e 動力蒸汽冷凝水 v 熱損失

機械蒸汽再壓縮加熱蒸發器的熱流圖

在多效熱力蒸汽再壓縮系統中,待釋放的冷凝熱仍然很高。在多效裝置中,如果有n效,冷凝熱約為一次能量輸入的1/n。而且,蒸汽噴射壓縮器只能壓縮一部分的二次蒸汽,動力蒸汽的能量必須作為餘熱釋放給冷卻水。

然而,開放式壓縮熱幫浦原理的使用可以顯著減少甚至消除通過冷凝器釋放的熱量。為達到最終的熱平衡,可能需要少量的剩餘能量或殘餘蒸汽的冷凝,因此允許恆定的壓力比和穩定的操作條件。採用機械蒸汽再壓縮的原因:

■ 單位能量消耗低

■ 因溫差低使產品的蒸發溫和

■ 由於常用單效使產品停留時間短

■ 工藝簡單,實用性強

■ 部分負荷運轉特性優異

■ 執行成本低

節能效果

5t/hr三效蒸發器

裝置成本:80萬元/套,每年折算成本(10年記)8萬元。

執行成本:蒸汽消耗0.45t/t,蒸汽**200元/t,電耗50千瓦/時(迴圈水幫浦、真空幫浦),平均電價0.6元/千瓦時;

每小時執行成本:5噸蒸發量*0.45噸蒸汽/噸水*200元/噸汽+50千瓦*0.6元/千瓦時=360元+30元=480元/小時;

每日執行成本(20小時/天):480元/小時*20小時=9600元/天;

年執行成本(300天/年)9600元/天*300天/年=2880000元/年。

年總成本:288+10=298萬元/年。

5t/hr機械蒸汽再壓縮(蒸汽溫公升8℃)蒸發器

裝置成本:250萬元/套每年折算成本(10年記)25萬元。

執行成本:蒸汽消耗0.02噸/小時(機組密封補汽),蒸汽**200元/噸,電耗170千瓦/時(主電機、迴圈幫浦、真空幫浦、凝水幫浦),平均電價0.6元/千瓦時;

每小時執行成本:0.02噸*200元/噸+170千瓦*0.6元/千瓦時=4+102=106元/小時;

每日執行成本(20小時/天):106元*20小時=2120元/天;

年執行成本(300天/年)2120元*300天=636000元/年。

年總成本:63.6+25=88.6萬元/年。

與三效蒸發器比較,每年節省費用:298-88.6=209.4萬元/年。

應用領域

環境保護

很多任務業生產都會產生大量的廢水對環境造成很大汙染,如金屬冶煉、電鍍、造紙、金屬加工行業、和**生產行業等,工業汙水處理是環境保護的重要課題。採用mvr蒸發技術處理汙水,可以很低的能源代價濃縮工業廢水,提取對環境有害的物質,使汙水達到嚴格的排放標準,並變廢為保,把對環境有害的物質提取重新利用。

化工行業

很多化工企業的最終產品和中間物質都需要蒸發濃縮和結晶工藝處理,比如香精香料的提純、亞氯酸鈉和過硫酸鈉等化工原料的生產、有機新增劑的濃縮和結晶、合成染料有機顏料的生產等等。傳統單效多效蒸發技術能耗很大,熱效率不高。使用mvr蒸發濃縮結晶技術,可以大幅度提高工藝的熱效率,大幅度降低整個工藝的能耗。

食品發酵

我們日常生活中的很大食品原料都需要經過生物發酵方法來生產加工,龐大的生物發酵產業是能源消耗和環境汙染大戶。味精製造、澱粉醣生產加工、乙醇生產、各類糖醇生產等等,都會用到蒸發濃縮結晶蒸餾工藝,這些正是mvr蒸發技術的用武之地,可以比傳統蒸發蒸餾工藝大幅提高熱效率,可以較低的成本達到節能減排的效果。

生物製藥

製藥企業在生產環境會經常用到蒸發蒸餾濃縮結晶工藝。比如中藥提取物、西藥生產中的濃縮,特別是有些在高溫時容易發生變性的西藥如各類維生素,需要在低溫條件下蒸發蒸餾濃縮。mvr技術可以很好地解決低溫蒸發蒸餾的問題,並大幅減少能耗,非常適合在製藥行業中推廣。

解決方案

蒸發濃縮法處理酒精廢液

採用mvr蒸發技術濃縮處理酒精廢液,再將酒精廢液濃縮液作為生產生物有機肥原材料及蒸氣鍋爐的輔助燃料。減少cod排放,不僅解決了酒精廢液汙染排放問題,而且還為農業生產提供大量的綠色肥料和減少用煤,符合國...

低溫降膜蒸發技術生產奶粉

使用mvr低溫降膜蒸發技術可使牛奶在負壓條件下低溫沸騰蒸發水分,避免高溫破壞營養成分;加之膜過濾冷除菌技術,在低溫條件下濾掉微生物的同時,不損失牛奶營養成分,使產品營養成分均衡,更接近母乳。

濃縮無機鹽和有機鹽

在很多任務業生產過程中都會產生大量的含有較高的鹽分的廢水,對氯化鈉含量較高的廢水,採用mvr降膜蒸發器和結晶器是最穩定有效且經濟的方法。氯化鈉的溶解度一般在26%左右,而且隨溫度的變化的波動比較小。...

味精生產汙水處理

味精行業的汙水處理一直是乙個世界性難題,針對部分廢水氨氮濃度較高的問題,採用高效的mvr蒸發器濃縮結晶生產硫酸銨,生產的硫酸銨可作為發酵的原料使用,不僅解決排水氨氮高的問題,還能創造經濟效益。

關於我們

溧陽德維透平機械****成立於2023年9月,是一家專業從事離心蒸汽壓縮機的設計、生產、安裝除錯的高新技術企業。公司於2023年被列入常州市「千名海外人才集聚工程」,2023年被列入常州市「瞪羚計畫」,2010被列入「江蘇省創新創業人才」引進計畫。公司引進中國科學院院士,建立「江蘇省企業院士工作站」,借助院士及其團隊技術、智力優勢,在節能產品科技創新上取得優異成績。

公司最新研製生產的機械蒸汽再壓縮mvr蒸發器的核心裝置——離心蒸汽壓縮機,在效能和穩定性上完全可以替代國外進口同類裝置,極大縮短產品供貨週期,為客戶提供更及時周到的售前售後服務,大大提高客戶的滿意度,同時在**上與進口產品相比也有很強的競爭力,為mvr技術在中國的推廣普及提供了新的推動力和質量保證。

蒸發蒸餾結晶等工藝技術廣泛應用於生物化工、石化、製藥、食品製造、環境保護、海水淡化等諸多領域,傳統蒸發蒸餾技術都是高能耗的,對企業而言,由於熱能利用率低,導致執行成本高。在目前能源**高居不下,國家大力推動節能減排的大趨勢下,用mvr技術替代傳統蒸發蒸餾結晶技術,必將會為越來越多的企業認可和採用。德維透平提供的mvr技術方案可以大大降低使用者的能耗和生產成本、提高工作效率,為客戶在節能減排方面帶來可觀的經濟和社會效益。

公司所在地常州溧陽市,地處交通便利的寧、滬、杭經濟發展圈,四季分明,氣候宜人。公司擁有高素質的團隊和先進的管理模式,能夠為員工提供良好的個人發展空間,為優秀人才創造充分施展才華的舞台,發揮最大的潛能。

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