罗茨压缩机驱动MVR热泵系统的实验研究

机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发系统是一种高效节能的蒸发体系。本文采用降膜蒸发器为蒸发主体、罗茨压缩机为蒸汽压缩机, 并以水为实验原料研究了一套MVR蒸发装置。实验中以总蒸发水量和单位能耗蒸发水量(SMER)作为MVR蒸发系统的性能指标, 分别研究了进料温度、蒸发压强、压缩机频率对其影响。结果表明:最佳进料温度是蒸发压强下的饱和液体温度;最适蒸发压强与具体系统的蒸发能力和压缩机效率密切有关, 在压缩机效率保持较高水平的前提下, 适当降低蒸发压强有利于系统的节能;压缩机的频率直接影响系统的蒸发量和压缩机的功耗, 在压缩机允许的范围内增大压缩机频率, 单位能耗蒸发量是增加的。     

高沸点升溶液蒸发系统的设计与分析

针对高沸点升溶液蒸发过程的特点,结合蒸汽压缩机提升二次蒸汽压力和温度的实际能力,提出一种分级压缩的机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发系统,建立了分级压缩和多级压缩MVR蒸发系统的数学模型,考察了溶液沸点升高、压缩机压缩比和一级排出液浓度等运行参数对蒸发系统能耗、蒸发器换热面积、设备成本和系统总费用的综合影响.结果表明,分级压缩MVR蒸发系统适用于沸点升在15℃以上的物料,NaOH溶液浓缩的最优操作工况为压缩机压缩比2.0、一级排出液浓度23%(w).相同蒸发水量下,分级压缩MVR蒸发系统可节约47.83%的系统能耗和28.75%的设备成本,比多级压缩MVR蒸发系统节能效果好.     

机械蒸汽再压缩技术在钛白黑钛液浓缩中应用

叙述了蒸发二次蒸汽经压缩机提高压力后,重新返回蒸发系统作为热源应用的黑钛液浓缩技术。其内容涵盖了机械蒸汽再压缩(MVR)技术的原理,工艺流程及离心式压缩机、降膜蒸发器等主要设备。该项技术与当前行业内正在推广的"多效浓缩技术"相比,吨钛白黑钛液浓缩的能耗由187.66 kg标煤降至20.01 kg标煤,节省能耗约89%,又能实现单套装置大型化,是一项可供选择的工艺路线。     

夹套式MVR热泵蒸发浓缩系统性能分析

为解决具有高黏度、易结垢、强腐蚀性等特点的热敏性物料的蒸发浓缩,设计了夹套式MVR(机械蒸汽再压缩)热泵蒸发浓缩系统,并以水为实验介质进行了相关的实验研究。实验结果表明,温差、压缩比、蒸发量、传热系数、COP(制热性能系数)、SMER(单位能耗蒸发量)、绝热效率、容积效率等各项指标均受蒸发压力、压缩机频率、换热面积的影响;压缩机在频率50 Hz下运转时的系统性能大大优于低频率运转;单台蒸发釜在蒸发压力为 65～85 kPa之间运行较为合适,且不需要补热;两台蒸发釜完全可以同时应用于工业蒸发浓缩过程,但需要少量的补热;两者节能效果均十分显著。     

螺杆水蒸气压缩机的MVR系统在碱回收中的应用

印染企业采用热泵系统回收碱液能有效降低环境污染,节省能耗。本文针对碱回收热泵系统中水蒸汽压缩机温升小而造成效数不够的问题,提出采用螺杆水蒸汽压缩机替代罗茨式、离心式压缩机构成机械压缩式（MVR）系统。建立了系统各部件的数学模型,首先对系统工况的可行性进行核算,随后在合适的工况条件下计算了不同效数的MVR系统和蒸汽动力压缩式（TVR）系统的热力性能,并比较了各系统回收碱液的经济性。结果表明,在压缩机入口为一个大气压的条件下将质量分数4%的废碱液浓缩到30%不宜采用TVR系统;同时MVR系统的理论COP均高于20,且理论COP及换热器面积随处理效数增加而增加。采用螺杆水蒸汽压缩机构成的三效系统的经济性较其他系统要高,与罗茨机构成的双效系统相比,企业一年即可收回增加的固定成本。在综合考虑压缩机耗功以及设备成本的情况下,印染企业采用螺杆压缩机进行三效处理即可达到较好的节能效果。     

板式蒸发器应用于蒸汽再压缩系统中的可行性分析

机械蒸汽再压缩系统即MVR(Mechanical Vapor Recompression)是一种特殊的热泵技术,其在国外广泛应用于蒸发、浓缩领域。现有MVR系统中应用最多的是技术较为成熟的管壳式蒸发器,但其庞大的体积、昂贵的设备投资以及较低的传热系数限制了MVR系统的进一步发展。板式蒸发器作为一种新型高效的蒸发器,由于其密封垫片耐高温性能较差,在MVR系统中至今尚未得到应用。本文采用高温喷水湿压缩对干压缩终了过热蒸汽进行消除过热,以使得压缩机出口蒸汽温度落在板式蒸发器正常操作温度范围内,开拓了把板式蒸发器应用于MVR系统的先例。     

MVR技术用于空心桨叶干燥机干燥污泥恒速段实验研究

为降低干燥过程的能耗,基于空心桨叶干燥机建立了一套机械蒸汽再压缩式热泵干燥系统,采用罗茨压缩机驱动,对污泥间歇干燥过程的恒速段进行实验研究,实验结果表明:在恒速段,降低干燥压力、适当减小压缩比、选择合适的转轴频率均有利用提高系统的运行效率;在实验条件范围内,MVR热泵干燥系统的COP为3.9~5.0,SMER为5.2~7.7。     

二次蒸汽再压缩蒸发过程分析及工程应用

通过对单效蒸发、热力蒸汽再压缩(TVR)蒸发和机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发过程进行分析,提出了生蒸汽耗量模型。以5400 kg/h Na OH溶液的蒸发浓缩为工程实例,对单效蒸发、TVR蒸发和MVR蒸发进行能耗对比分析,结果表明,TVR蒸发和MVR蒸发能耗仅为单效蒸发能耗的78%和23.8%。     

基于硫酸钠废水蒸发过程的MVR系统热力分析

针对废水蒸发浓缩过程的高能耗、低效率,建立了机械蒸汽再压缩(MVR)热泵蒸发过程的分析模型和热经济性分析模型,采用MATLAB软件对分析模型和热经济性分析模型进行求解。结果表明,系统中蒸发器和压缩机的损率分别为52.4%和28.7%,是过程中不可逆程度最大的损失单元,也是性能优化的主要方向;热经济性分析进一步从能源消耗、投资维护成本方面考虑,得出蒸发器和压缩机是系统成本最大的设备,蒸发器的成本过高是由于燃料的占比较大,压缩机的成本过大是因为投资和操作维护成本过高,揭示了能量消耗的真正原因。     

MVR蒸发与多效蒸发技术的能效对比分析研究

针对氨基酸溶液蒸发浓缩生产过程的高能耗问题,提出一种新的基于机械蒸汽再压缩蒸发浓缩节能工艺及装置.介绍了机械蒸汽再压缩蒸发浓缩节能新工艺的工作原理,以15 t/h氨基酸的蒸发浓缩为工程实例,对采用MVR蒸发技术和传统的多效蒸发技术进行了能效对比分析研究.研究结果表明,采用MVR蒸发技术比传统的多效蒸发技术每年可节省783.14万元的加热蒸汽费用及20.12万元的蒸汽冷凝水费用,相当于节省了85.7％的标准煤.另外,在相同的蒸发条件下,MVR蒸发装置所需热量为三效蒸发的24％.     

理化所热泵蒸发浓缩结晶技术产业化取得新进展

<正>机械蒸汽再压缩蒸发浓缩结晶技术(简称MVR)是国内先进的节能减排环保技术。该技术不仅可以大幅降低蒸发浓缩结晶工艺的能耗,降低碳排放,而且能够大幅减少蒸发浓缩结晶过程的运行成本,同时可大幅减少设备的占地面积。MVR系统广泛应用于工业废水处理、石油化工、食品加工、乳品工业、海水淡化、制药、制盐等行业和领域,市场前景十分广阔。     

理化所热泵蒸发浓缩结晶技术产业化取得新进展

<正>机械蒸汽再压缩蒸发浓缩结晶技术(简称MVR)是国内先进的节能减排环保技术。该技术不仅可以大幅降低蒸发浓缩结晶工艺的能耗,降低碳排放,而且能够大幅减少蒸发浓缩结晶过程的运行成本,同时可大幅减少设备的占地面积。MVR系统广泛应用于工业废水处理、石油化工、食品加工、乳品工业、海水淡化、制药、制盐等行业和领域,市场前景十分广阔。中国科学院理化技术研究所热力过程与节能技术研究中心作为国内主要的MVR技术研究团队,承担     

机械蒸汽再压缩技术在石化废水处理系统中的应用研究

针对某石化废水的水质特点,提出了采用板式蒸发强制循环机械蒸汽再压缩工艺回收废水资源。在考虑浓缩液沸点升高及强制循环对系统影响的条件下,建立了MVR系统工艺计算数学模型,分析了蒸发温度、废水温度及压缩比对MVR系统的影响。模型求解结果表明:该废水采用常压蒸发,可降低系统能耗,同时高温进料有利于降低系统的总比传热面积;随着压缩比的增加,压缩机比电耗增加,而系统总比传热面积减小,且其减少的速率减缓,压缩比是控制系统传热温差、压缩机比电耗和总比传热面积的主要因素,压缩比对MVR系统的投资和运行成本的控制起关键性作用,在废水进料温度45℃、浓缩液循环10 m3/h的情况下,废水常压蒸发的适宜操作压缩比为1.4~1.6。     

罗茨压缩机驱动MVR热泵系统的节点分析

通过温熵图和焓熵图结合工艺流程图对MVR系统进行了深度剖析,在Aspen Plus软件的辅助计算下,以水为蒸发工质,忽略系统的一切热量损失,对系统中的各个操作单元进行了理论上的分析,并结合工艺要求给出了最佳的操作条件:原料进入蒸发室前需要预热到蒸发压强下的饱和温度或者处于微过热状态;在设备条件允许的条件下,尽量控制在较高的真空度下蒸发;罗茨压缩机对二次蒸汽压缩时,压缩比控制在2左右最佳,既能保证有效的传热温差,又能拥有很高的能效比;冷凝液可以作为补充水源来消除压缩蒸汽的过热度,使过热蒸汽饱和化或处于微过热状态;蒸汽冷凝液应在饱和液体状态下引出,然后去预热原料和充当补充水;真空系统的处理应由真空泵抽吸不凝性气体和少量的二次蒸汽,为了维持MVR系统的能量平衡,应适时的补充少量新鲜蒸汽。     

通过引入MVR对脱硫废液提盐的改进

脱硫废液是焦化厂最难处理的废水，目前常用的蒸发方法虽然副产物有较高的经济效益，但运行成本更高每年还将为脱硫废液的处理提供较大的资金投入。本文以脱硫废液处理过程中能耗最高的蒸发浓缩工段为研究对象，将该工段改为MVR蒸发，通过压缩机压缩在蒸发过程中产生的二次蒸汽，使其压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用。整个过程无需消耗新鲜蒸汽，仅需电能即可维持，运行成本大大降低。     

基于热泵循环的水蒸发浓缩系统研究

介绍了一种使用R1234yf工质的热泵蒸发浓缩系统,它可以在低温低压下将盐溶液中的水蒸发出来,并且将二次蒸汽全部利用,达到节能的目的,从而提高热泵蒸发浓缩系统的经济性能。给出了系统流程图,阐述了此系统的工作原理,并且讨论了蒸发温度、冷凝器出口温度等因素对此热泵蒸发浓缩系统中系统能耗的影响。     

基于MVR热泵精馏的乙醇-异丙醇分离工艺

常规精馏分离乙醇-异丙醇小温差体系的能耗较高,为此本文将两种机械蒸汽再压缩（MVR）热泵精馏工艺,即塔顶蒸汽直接压缩供热和塔底液相闪蒸压缩供热精馏工艺应用于乙醇-异丙醇的分离研究。利用Aspen Plus化工流程模拟软件中的严格精馏模块RadFrac.和压缩机模块Compr.,选用Wilson-RK方程计算物性数据,以分离过程的能耗最低为目标函数,对以上提出的两种MVR热泵精馏工艺分别在不同操作压力工况条件下进行了模拟与优化,得到了各自相关的工艺参数和设备参数。研究结果表明：与常规精馏工艺相比,以上两种MVR热泵精馏工艺节能分别为93.2%和93.4%。利用模拟得到的相关数据,估算了以上两种MVR热泵精馏工艺的平均年总费用,并进行了综合经济效益评价。结果表明：以上两种MVR热泵精馏工艺的平均年总费用基本持平,因此以上两种MVR热泵精馏工艺均是分离该体系较为合适的方法。     

提高蒸发过程热经济性的措施分析

介绍了两种提高蒸汽利用效率的措施,通过建立模型和理论模拟计算的方法,对比分析了两种措施在低温低压工况下的特点,指出在不同工况下,机械蒸汽再压缩（MVR）热泵蒸发法和热泵循环再压缩蒸发法各有一定的优势,其中MVR热泵在常温常压的工况范围内节能经济性较明显,而热泵循环再压缩蒸发法适合于低温低压下应用。     

基于MVR蒸发工艺的废水处理方案研究

随着中国工业的快速发展,对环境污染的加剧和水资源的短缺日益加剧。常规的废水处理技术已经不能满足对高含盐量、高有机物、高毒性的废水的处理要求。本研究旨在探讨基于机械蒸汽再压缩（MVR）技术的废水处理方案。该方案通过利用机械压缩产生的蒸汽,提高废水蒸发效率,实现能源的回收和废水的浓缩。系统流程包括废水预处理、预热、MVR蒸发器处理、蒸汽再压缩、浓缩后废水处理以及蒸汽和水分离。关键设计考虑了MVR蒸发器的选择和设计,以最大程度地提高蒸发效率。综合考虑了能源回收、废水预处理、操作优化和废水后处理等因素,以确保系统的高效稳定运行。该废水处理方案为实现废水零排放和资源回收提供了一种可行的技术途径。     

基于TVR和MVR热泵技术的苦卤水双效蒸发工艺研究

针对苦卤水蒸发浓缩工艺高能耗、高成本的特点,将TVR与MVR 2种热泵节能技术应用于该工艺的节能研究,提出了TVR热泵及TVR耦合MVR热泵2种双效蒸发节能工艺。选用ELECNRTL电解质模型模拟该苦卤水体系,同时以能耗和年总费用(ATC)作为蒸发工艺的评价指标,对上述2种节能工艺进行模拟以及优化。研究结果表明,与常规双效蒸发工艺相比,TVR热泵双效蒸发工艺能耗平均减少61.5%,ATC平均节省70.3%;而TVR耦合MVR热泵双效蒸发工艺能耗平均减少71.4%,ATC平均节省69.3%。与TVR热泵双效蒸发工艺相比,TVR耦合MVR热泵双效蒸发工艺能耗平均减少25.8%。由各自ATC计算结果可知,对于电力资源丰富的区域,选用TVR耦合MVR热泵双效蒸发工艺较为合适,而对于淡水资源丰富的区域,选用TVR热泵双效蒸发工艺更为合适。