伯仲MVR蒸发系统

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　　概述：

　　MVR蒸发器为Mechanical Vapor Recompression，机械蒸汽再压缩的简称。MVR是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项技术。早在60年代，德国和法国已经成功的将该技术应用于化工、制药、造纸、污水处理、海水淡化等行业。其工作过程是低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽。

　　多效蒸发过程中，蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源，只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量，使其温度(压力)提高。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽，而MVR蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽。

　　溶液在一个蒸发罐里，可通过物料循环泵在加热管内循环。初始蒸汽用新鲜蒸汽在管外给热，将溶液加热沸腾产生二次汽，产生的二次汽由蒸汽压缩机吸入，经增压后，二次蒸汽温度提高，作为加热热源进入换热器循环蒸发。正常启动后，蒸汽压缩机将二次蒸汽吸入，经增压后变为加热蒸汽，就这样源源不断地进行循环蒸发。蒸发出的水分最终变成冷凝水排出。

　　MVR蒸发系统的主要特点：

　　节约能耗。

　　除预热外，正常工作时不需蒸气，减少环保压力。

　　不需冷却系统，节省冷却水。

　　相比多效蒸发，工艺简单，设备紧凑，占地面积小。

　　相比传统的蒸发系统换热温差小，换热面积大。

　　因系统设计温差低使产品蒸发温和，浓缩液不易高温变质、焦化等。

　　MVR蒸发系统主要用途：

　　中药浓缩(可蒸发水、乙醇、甲醇等) 。

　　糖液、牛奶、果汁、饮料浓缩

　　盐废水浓缩及结晶(可处理NaCl，Na2SO4，NH4Cl等废水)

　　制盐结晶

　　造纸废水浓缩

　　化工废水处理

　　精馏(可用于精馏乙醇、甲醇、丙酮等)

　　有机酸、化工溶剂蒸馏

　　RVC系列罗茨式蒸汽压缩机主要特点:

　　压缩机型号含义：

　　R　V　C　-　10　A　-　22

　　R：Roots，罗茨式

　　V：Vapor，蒸汽

　　C：Compressor，压缩机

　　10：低温工况下的最大蒸发水量(kg/h，10℃)

　　A：材质代号

　　22：功率代号，kW

　　依托我公司多年生产罗茨真空泵的经验，并结合MVR蒸汽压缩的要求，我们研制开发了RVC系列罗茨式蒸汽压缩机，其主要特点如下：

　　泵腔无油，避免了油蒸气污染蒸发系统。

　　振动小，噪声小。

　　机械磨擦损失小，故驱动功率小。

　　易于维护和维修，费用低，寿命高。

　　针对压缩水蒸汽及有机溶剂的特点作了改进，解决了轴承腔泵油的乳化问题及泵腔的腐蚀问题。

　　独特的过热消除设计。通过连接饱和蒸汽回流管路，从而使罗茨压缩机的压缩过热度大大减小，且使泵腔转子、泵体、端盖等的温度均衡，避免了因热膨胀不匀造成的泵内撞击、泵密封件烧毁、泵被卡死等现象。

　　因我公司独特的过热消除设计，无需从泵入口喷液降温，从而避免了因喷液造成的泵内汽蚀损坏。

　　通过流量无损的回流设计，提高了主换热器内的蒸汽流速，从而提高了换热器的换热系数，从而提高了系统的蒸发能力。

　　针对各种溶剂的特殊设计，使RVC罗茨式压缩机在压缩各种溶剂时安全、高效。

　　罗茨压缩机材质选型

　　材质代号

　　A：转子球墨铸铁+NiP涂层，泵体、端盖灰口铸铁+NiP涂层

　　B：转子球墨铸铁+316L+PFA涂层，泵体、端盖灰口铸铁+316L+PFA涂层

　　C：转子球墨铸铁+HASTELLOY C+PFA涂层，泵体、端盖灰口铸铁+HASTELLOY C+PFA涂层

　　D：转子、泵体、端盖SAF2205双相不锈钢

　　E：其它材质

　　配件图片区：

　　NiP涂层转子，NiP涂层泵体及端盖，哈氏合金+PFA涂层转子，哈氏合金+PEA涂层泵体，不锈钢转子,不钢泵体

　　目前用于MVR蒸发系统的压缩机主要采用罗茨压缩机及离心压缩机，其主要特点对比如下：

	罗茨式压缩机	离心压缩机
压缩特性	罗茨式压缩机的流量对压差不敏感，属恒流量型压缩机	离心压缩机的流量与压差、压缩比等有很大关系，属恒压型压缩机
运行噪音	中等。罗茨压缩机的运行噪音与压缩机的设计、设备的制造精度、系统的压差设计等有关。因其转速较低，运行噪音为低频噪声。	较低。因离心压缩机为单轴设计，减小了罗茨压缩机的齿轮噪音，因其转速较高，运转噪音为高频噪声。
转速	较低。一般为500~3000rpm	较高。一般为10000~20000rpm
蒸发能力	较小。一般为10kg/h~10000kg/h	较大。一般为1000kg/h~50000kg/h
工作范围	因罗茨压缩机压缩比很高，因此即使在很低的温度下进行MVR蒸发，仍能获得很高的压缩效率。一般对水蒸汽的工作温度范围为：10~120℃。罗茨式压缩机经优化后可用于甲醇、乙醇等多种有机溶剂的MVR蒸发。	在较低的温度下进行MVR蒸发压缩效率较低，因此仅适用于较高温度的蒸发工况。一般对水蒸汽的工作温度范围为：60~120℃。离心式压缩机对溶剂的MVR蒸发应用尚在研发阶段。
运行平稳性	因转速较低，运行平稳，无喘振	因转速较高，需较高的动平衡要求，运行过程中需避免喘振。
安全性	因转速较低，因此其运行安全性好。在压缩溶剂类的气体时，可采用不锈钢材质及增加PTFE涂层的方式以杜绝内部可能出现的安全隐患。	因转速较高，高速运转的叶轮产生了很大的离心力，对叶轮的零件强度要求很高。因此其运行安全性较差。
压缩机效率	罗茨压缩机虽零件较多损失了部分功率，但因其转速低，气体动力损失小，因此效率较高。其效率为60~80%	离心压缩机的高转速造成一定的动力损失，其效率一般为60~85%
密封件特点	因转速较低，采用普通密封件及机械密封即可满足要求，寿命长，更换周期长，维护费用低。	需采用特殊的高速密封件，寿命短，更换周期短，维护费用高。
流量调整	压缩机的流量基本与转速成正比，可非常容易地通过控制转速来控制蒸发量。	流量与转速为非线性关系，较难控制蒸发量。
过热消除	通过回流冷却的方式进行过热消除，无需从入口喷液。	需从压缩机入口喷液以消除压缩过热。
材质选择	罗茨压缩机可选用多种材质： A铸铁镀镍 B铸铁+不锈钢+PTFE C不锈钢	离心压缩机一般为不锈钢及钛材等
维护、维修成本	泵油、密封件、轴承等均为普通配件，维护、维修成本低	密封件、轴承等均为特殊的配件，维护、维修成本高

RVC系列罗茨蒸气压缩机技术参数规格

型号	流量m³/h	最大设计压差 kPa	转速 r/min	进气口通径mm	排气口通径mm	回流口通径mm
RVC-1	5~100	80	150~3000	50	40	20
RVC-2	10~200	80	150~3000	80	50	25
RVC-5	25~500	60	150~3000	100	100	40
RVC-10	50~1000	50	150~3000	150	150	65
RVC-20	100~2000	50	150~3000	150	150	65
RVC-40	200~6000	40	150~2500	300	300	100
RVC-90	450~13000	40	150~2500	400	300	100
RVC-180	900~18000	30	100~1500	400	300	150
RVC-360	1800~36000	30	100~1500	500	400	200
型号	泵重量KG （不包括电机）	电机功率 kW	外形尺寸（最大功率）
型号	泵重量KG （不包括电机）	电机功率 kW	长 mm	宽　mm	高 mm
RVC-1	70	1.1~5.5	880	380	220
RVC-2	90	1.5~11	1060	420	220
RVC-5	190	3~15	1350	500	380
RVC-10	450	4~30	1750	580	500
RVC-20	450	7.5~55	1870	580	500
RVC-40	1400	15~75	2220	1100	800
RVC-90	2100	22~132	2900	1100	800
RVC-180	3800	37~200	3000	1550	1200
RVC-360	5600	55~400	4200	1600	1300

　　注：1、罗茨式蒸汽压缩机建议采用变频电机及变频器控制，以适应不同温度及不同蒸发量的要求。

　　2、外形尺寸仅供参考，详细外形尺寸订货后提供。

　　RVC系列罗茨式蒸汽压缩机外形示意图

　　MVR蒸发压缩机选型表(以纯水计算)

　　MVR蒸发系统能源消耗对比：

　　如浓缩液已经被预热，每蒸发1000kg水：

　　采用单效浓缩需耗蒸汽1200kg左右，成本约240元(冷却水消耗，真空泵等未计算在内)

　　双效浓缩需耗蒸汽约600kg左右，成本约120元(冷却水消耗，真空泵等未计算在内)

　　三效浓缩需耗蒸汽约400kg左右，成本约80元(冷却水消耗，真空泵等未计算在内)

　　MVR浓缩不需蒸汽，仅需耗电20~25度，成本约20元，且不需蒸汽、冷却水及真空泵。

　　MVR系统同样适用于甲醇、乙醇等溶剂的蒸发过程。

　　常见溶剂MVR蒸发能耗(除特殊说明，换热温差均按10℃计算):

蒸发介质	蒸发温度	蒸发量	MVR蒸发压缩机功耗	备注
纯水	100℃	1000kg/h	33.0kW	如温差为5℃，耗电15.3kW
饱和NaCl盐水	110℃	1000kg/h	55.9kW	换热温差按5℃计算
甲醇	65℃	1000kg/h	18.8kW
乙醇	80℃	1000kg/h	13.7kW
丙酮	55℃	1000kg/h	8.6kW
二氯甲烷	40℃	1000kg/h	5.8kW
氯仿	60℃	1000kg/h	4.3kW
甲苯	110℃	1000kg/h	5.1kW
环氧氯丙烷	120℃	1000kg/h	5.5kW
乙酸乙酯	75℃	1000kg/h	5.8kW
丙烯腈	80℃	1000kg/h	8.8kW
四氢呋喃	65℃	1000kg/h	7.1kW
乙酸	120℃	1000kg/h	8.7kW
间二甲苯	140℃	1000kg/h	4.4kW

　　注：

　　1、上表数据除特殊说明，均未考虑沸点升的影响，如物料较为复杂或相关数据不确定，建议与我公司联系MVR蒸发试验以确定关键参数。

　　2、如经设计合理的余热换热器回收余热，则维持蒸发所需的蒸汽(或其它热媒)消耗很少甚至无需外部热源。

　　3、如需设计外部强制循环泵，所消耗的功率另计。

　　附：中药MVR浓缩流程图(适用于低沸点升的水溶液浓缩)

　　氯化钠废水MVR蒸发结晶，不同的进料浓度，不同工艺的能耗对比：

　　(功率kW，蒸发量按1000kg/h，蒸发温度按80℃，换热温差5℃，循环泵等功率未计)

进料浓度（质量%）	单级蒸发器单级压缩机	单级蒸发器双级压缩机	双级蒸发器双级压缩机
0.2%	45.4	34	17.4
0.5%	45.4	34	18.7
1%	45.4	34	21
2%	45.4	34	23.3
3%	45.4	34	25.9
5%	45.4	34	27.2
7%	45.4	34	29.5
10%	45.4	34	31.6
15%	45.4	34	33
20%	45.4	34	34
30%	45.4	34	34