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淺談MVR板式升降膜蒸發器 mvr蒸發系統

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Mvr蒸發系統(談MVR板式升膜蒸發器)
自1956年英國APV公司的板式蒸發器問世以來，被認為是一種高效、緊湊的新型蒸發設備，當時主要用于明膠蒸發和食品加工行業 。隨著科技的快速發展和各種工業行業需求的不斷增加，板式蒸發器已廣泛應用于石油、化工、造紙、海水淡化、工業廢水處理等行業 。
板式蒸發器原理上是將薄膜傳熱理論與板式換熱器原理融為一體，尤其在低溫低壓條件下使用效果更好 。因此，在某種程度上，板式蒸發器被認為是目前最先進的蒸發設備 。在成本方面，板與管的NTV值、工質流量、流量比、粘度、阻力等參數的比較表明，板的成本遠低于管，且具有傳熱系數高、傳熱溫差小、結構緊湊、拆裝方便、換熱面積增減靈活等特點 。是回收低溫熱源的理想設備之一 。
板式蒸發器種類繁多，按物料流向主要分為升膜式、降膜式和升膜式三種 。板式升膜蒸發器是高效緊湊的典型代表，其結構如圖-1所示 。它以四個流道為一個單元，整機由若干個單元和端板組成 。它是一種升膜蒸發和降膜蒸發相結合的蒸發裝置 。物料進入第二通道時，沿傳熱面上升進行升膜蒸發，然后自上而下流入傳熱面降膜蒸發的第四通道，二次蒸汽和濃縮液排入汽液分離器 。在第二和第四通道的兩側，分別有第一和第三通道用于蒸汽冷卻和放熱 。每個轉輪的兩塊板之間有一個特殊結構的密封墊片，將相鄰兩側的不同材料相互隔開 。其結構更加緊湊，單位體積傳熱面積更大，單臺最大傳熱面積可達800m2 。

圖-1板式升膜蒸發器結構圖
什么是MVR蒸發器？MVR是機械蒸汽再壓縮技術的縮寫 。MVR蒸發器是一種節能蒸發器，它回收利用自身產生的二次蒸汽(低溫低壓)的能量，從而減少對外來能量的需求 。與傳統的多效蒸發器相比，MVR蒸發器具有能耗低、流程簡單、蒸發溫度低等優點 。結合板式升膜蒸發器極高的傳熱效率，MVR板式升膜蒸發器將具有強大的技術優勢，在節能減排、降低企業成本方面將發揮重要作用 。
【淺談MVR板式升降膜蒸發器 mvr蒸發系統】MVR板式升膜蒸發器系統的工藝流程如圖2所示 。該系統由蒸汽壓縮機、板式升膜蒸發器、氣液分離器、管道系統等組成 。原液預熱后進入板式升膜蒸發器，從物料側板之間通過，被蒸汽加熱蒸發 。汽液混合物從板式升膜蒸發器的出料口排出，進入汽液分離器，進行汽液分離，得到濃縮物料和二次蒸汽 。當濃縮液的濃度達到規定值時，將由排放泵輸送出系統 。二次蒸汽經汽液分離器分離后，進入蒸汽壓縮機，提高二次蒸汽的壓力和溫度，然后進入板式升膜蒸發器的蒸汽側板之間，對原液進行再加熱，被加熱的原液繼續蒸發，產生二次蒸汽，實現連續蒸發狀態 。

圖-2-2 mvr板式升膜蒸發器系統工藝流程圖
在MVR板式升膜蒸發器系統中，影響系統性能的兩個關鍵因素是板式升膜蒸發器的換熱面積和蒸汽壓縮機的壓縮比 。
系統所需的熱交換面積與壓縮比之間的關系如圖-3所示 。隨著壓縮機壓縮比的增加，系統所需的換熱面積急劇減少，有助于降低投資 。然而，在MVR系統中，壓縮機的能耗較高，并且受到當前蒸汽壓縮機制造技術的限制，因此大壓縮比受到限制 。因此，MVR系統一般在小壓縮比的條件下運行，但這與蒸發器的換熱面積增大有關 。再者，增加投資的情況形成了一個矛盾，板式升膜蒸發器傳熱系數高、有效換熱面積大、低溫差傳熱性能好等優點很好地解決了這個矛盾 。

圖3系統所需的換熱面積與壓縮機壓縮比的關系
能效比COP是評價MVR系統品質的重要指標 。其值是蒸汽壓縮機產生的熱量與輸入功的比值 。其值越高，MVR系統效率越高，越節能 。如圖-4所示，COP受蒸發壓力影響不明顯，但受壓縮比影響較大 。在低壓縮比區域，隨著壓縮比的增加，COP迅速降低；壓縮比大于2時，COP隨壓縮比變化不大，趨于平緩 。因此，壓縮機應在小壓縮比下運行，但同時要考慮傳熱溫差過小、物料沸點溫升和系統溫度損失之間的矛盾 ?？紤]到能量利用率和蒸發系統的設備成本，實際壓縮比可在1.5 ~ 2之間選擇 。由于板式升膜蒸發器傳熱系數高，可達2000 ~ 5000 W/(m2k)，出口傳熱溫差可低至2 ~ 3℃，解決了低壓縮比和大傳熱面積的矛盾，實現了MVR整體系統的節能和經濟優勢 。

圖4能效比COP與壓縮機壓縮比的關系
綜上所述，通過比較系統所需換熱面積、能效比COP和壓縮比之間的影響關系，將板式升膜蒸發器與MVR系統相結合，綜合了兩者的優點，使MVR板式升膜蒸發器結構緊湊，易于清洗，體積小，占地面積小；拆卸方便，換熱面積可調；傳熱效率高，熱損失低；低持液量和短停留時間；該壓縮機壓縮比小，能耗低；系統所需換熱面積小(與管殼式降膜蒸發器相比)，設備投資費用低 。因此，高效節能的MVR板式升膜蒸發器將越來越廣泛地應用于各個工業領域 。

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