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。     

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.     

三效MVR系统的流程模拟及性能研究

基于多效蒸发与MVR技术的优点,将2种工艺进行结合,提出多效MVR节能工艺的新思路,介绍了三效MVR蒸发系统的工作原理。通过Aspen Plus模拟了整个系统的工艺流程,并对三效MVR进行了性能分析。为了减少换热强度,应该尽量降低蒸发压强,这样原料需要预热的温度也会减小;压缩机的蒸汽压缩比维持在1. 6～2. 0比较合适;进料浓度不宜过大,高浓度进料液需适当稀释后再进行蒸发;为了提高此蒸发系统的制热能效比,需适当地减小压缩比;考虑到整个系统的节能效果,此系统在低温低压下运行较为合适。     

MVR蒸发含盐有机废水过程中沸点升高研究

在MVR系统设计中料液的沸点升高作为一项关键数据来进行操作。沸点升高直接关系着各效的料液质量浓度的分配及蒸发器换热面积的计算。对含盐有机废水蒸发过程中沸点升高及在不同的蒸发温度下浓缩相同倍数时沸点升高的变化情况进行了研究。结果表明随着蒸发倍数的增加料液的沸点升高逐渐增加,而且随着系统蒸发温度的升高溶液的沸点升高也在逐渐增加。     

机械蒸汽再压缩蒸发系统的性能分析

机械蒸汽再压缩（MVR）蒸发系统是一种新型高效节能蒸发技术。它有多个单元设备组成,每个操作节点的控制都对系统运行的稳定性和节能效率至关重要,其中包括进料温度、蒸发压强、蒸汽压缩比、冷凝液温度等。若操作条件不当,不仅会大大降低蒸发效率而且会对设备和管路造成损害。本文建立了一套充分利用能源的MVR蒸发工艺流程,并通过理论分析对每个操作节点进行了质量和能量衡算,同时利用Aspen Plus模拟软件建立了系统的流程模拟图。通过对操作单元的变量控制,研究了循环蒸汽量、补充水的量与进料温度、冷凝液温度、蒸汽压缩比以及蒸发压强等之间的变化关系。由数据分析可得：原料在饱和液体时进料最佳,冷凝液的温度应保持与蒸发温度的有效温差在5～8 ℃时较好,压缩机的蒸汽压缩比控制在1.8～2.2较为合理。同时可利用冷凝液和浓缩液的余热对原料预热,补充水也可从冷凝液中直接取用。     

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。     

MVR技术在葡萄糖酸钠蒸发结晶中的研究与应用

本文介绍了MVR技术原理以及与多效蒸发设备比较具有的节能优势,并根据葡萄糖酸钠溶液的沸点升高试验进行MVR技术中的关键设备蒸汽压缩机进行选型,确定了葡萄糖酸钠蒸发结晶的工艺方案为:预蒸发和结晶蒸发两段。在预蒸发工艺中确定蒸汽压缩机的饱和温升为18℃,结晶蒸发工艺中确定蒸汽压缩机的饱和温升为20℃,并依此设计MVR蒸发结晶工艺参数,选择国产蒸汽压缩机为核心设备。     

高盐废水蒸发结晶过程采用机械蒸汽再压缩(MVR)技术特性研究

为解决高盐废水蒸发结晶过程能耗较高的问题,设计开发了一套高效、节能的MVR热泵蒸发结晶系统,并以羟丙基甲基纤维素(HPMC)生产过程产生的高盐废水作为被处理物料开展实验研究。结果表明,开发的MVR热泵蒸发结晶系统运行稳定,各项工艺参数达到设计要求;系统蒸发量、运行能耗、COP、SMER等系统性能参数随着蒸发温度的升高逐渐增大,且理论值与实验值拟合较好;系统节能效果显著,相比传统三效与四效蒸发可分别节约标煤56.0%、41.4%,分别节约运行费用38.8%和18.3%。     

核电站放射性废液处理过程采用机械蒸汽再压缩技术特性研究

为解决核电站放射性废液的处理问题,设计研究了一套高效、节能的机械蒸汽再压缩(MVR)热泵蒸发浓缩系统,并以含放射性同位素的硝酸锶和硝酸钴溶液来模拟实际含锶和钴元素放射性废液的蒸发浓缩过程。结果表明,系统蒸发量、换热系数、容积效率随蒸发温度变化明显;系统蒸发量、COP受压缩比影响较大;系统去污性能显著,去污因子达1 500。     

浓海水提钾MVR蒸发工艺的研究

用NaCl-KCl-H_2O溶液模拟浓海水,采用MVR蒸发工艺进行浓海水提钾的研究,从过料液浓度和压缩比两方面探究其对蒸发系统的影响。结果表明,随着过料液浓度的增加,生蒸汽用量决定系统的经济性,且压缩比为1.8、过料液浓度为0.15时,经济性最佳。二效MVR系统在一效排出氯化钾质量分数为0.15、压缩比为1.8时,经济性最好。     

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。     

MVR耙式干燥系统设计及蒸发性能研究

设计的MVR耙式干燥系统采用罗茨蒸汽压缩机替换耙式干燥系统中的真空泵,将干燥过程脱出的二次蒸汽压缩以提高压力和温度后作为热源使用。节省了大量热能,节能效果显著。该系统干燥物料可以是粉粒状、膏状、浆状,也可以是溶液(此时包含蒸发、结晶和干燥过程)。为了探索MVR耙式干燥系统干燥溶液的规律,首先以水为对象进行了实验研究。结果表明,适当减小压缩比、控制过热度、降低干燥压力均有利于提高系统的运行效率。在实验范围内,MVR耙式干燥系统的能效比(COP)为4.4~8.8,单位能耗除湿量(SMER)为2.0~3.4 kg/k Wh。按照目前的蒸汽电价比及能源状况,该工艺在干燥中仍有很大的应用前景。     

机械蒸汽再压缩式热泵用于降膜蒸发系统的研究

介绍了一种机械蒸汽再压缩式(MVR)降膜蒸发系统的工艺流程,以水为介质,自主开发并搭建实验平台,采用罗茨风机驱动。使用理论分析和实验相结合的研究方法,探究了本系统在不同的蒸发压力及压缩比下合适的操作域,继而研究了二次蒸汽量、补充水量与压缩比及蒸发压力之间的关系,最后探讨了供热系数COP与压缩比的关系。结果显示,补充水量约占二次蒸汽量的3%~9%,且补充水的量随着压缩比的提高而提高;蒸发压力不变,蒸汽冷却冷凝放热量随着压缩比的增大而增大;压缩比不变,蒸汽冷却冷凝放热量随着蒸发压力的提高而提高;本系统最佳操作压缩比为1.9。     

NaCl-KCl-H_2O溶液蒸发分离工艺分析

NaCl-KCl-H_2O溶液的蒸发分离工序是热法海水提钾的必要过程,末效饱和溶液冷却结晶制备氯化钾,当末效压强为70 kPa时,排出液中氯化钠最佳含量为17.80%,对于带有MVR的NaCl-KCl-H_2O蒸发系统,二效单级MVR系统能源利用率最高,比一效MVR系统节省29.00%能耗费用,比二效两级MVR系统节省25.07%的能耗费用,当满足传热温差时系统所需压缩比越小费用越低,排出液的结晶温度为30℃时得到氯化钾920 kg/h,其质量是结晶温度为60℃时的2.43倍,但结晶后的饱和溶液需加热加水处理后才能还回系统使用,而当结晶温度为60℃时饱和溶液可直接返回系统,节省了设备投资和能耗费用。     

对羟基左旋苯甘氨酸三效热泵蒸发结晶工艺的开发研究

分析了对羟基左旋苯甘氨酸母液浓缩结晶过程存在的问题,介绍了三效热泵蒸发结晶工艺。该工艺采用三效并流流程,利用降膜蒸发器、热泵技术进行低温真空蒸发操作。充分利用了一效蒸发器产生的二次蒸汽,新工艺汽水蒸发比降至0.35t/t,左旋苯甘氨酸产量提高约50%。三效热泵蒸发工艺适用于物料处理量大、沸点升高小、蒸发温度低的物料的浓缩结晶。     

机械蒸汽再压缩蒸发系统中蒸发温度的选择

简单介绍了MVR单效蒸发系统的工艺流程,针对特定工况下蒸发温度的选择,进行了实验数据的计算和分析,得出如何选取消耗能量最少的蒸发温度。     

单效热压缩蒸馏海水淡化热力过程数值模拟

建立了单效热压缩蒸馏海水淡化系统的热力学模型。分析了蒸发温度、压缩比和主动蒸汽压力等主要设计参数对系统造水比、单位造水换热面积和单位造水冷却水量的影响。结果表明,降低蒸发温度、减小压缩比和提高主动蒸汽压力将提高系统造水比,而单位产水换热面积将随蒸发温度和压缩比的减小而增加;提高蒸发温度和减小压缩比可以减小单位产水冷却水量;主动蒸汽压力对单位产水面积和冷却水量影响较小。研究成果将对系统优化设计提供有益的参考。     

刮膜式分子蒸馏过程的研究

对刮膜式分子蒸馏传热方程进行数值求解,针对0 25m2 刮膜式分子蒸馏器,以DBP(邻苯二甲酸二正丁酯)为物料进行了模拟计算。初步探讨了进料温度、进料速率2个参数对蒸馏器内头波温度及液膜表面蒸发速率的影响。模拟结果表明,头波温度随进料温度的升高而升高、随进料速率的增大而降低;液膜表面蒸发速率随进料温度的升高而增大,随进料速率的增大而减小。     

MVR分质提盐蒸发结晶系统设计及性能分析

利用分质提盐蒸发结晶方法处理多组分高含盐废水,可实现废水的资源化利用。本文根据废水中硫酸钠和氯化钠的溶解度随温度的变化关系,提出了机械蒸汽再压缩（MVR）分质提盐蒸发结晶系统,以降膜蒸发器作为系统的预蒸发器,与两效强制循环蒸发器联用,同时对冷凝水加以回收,使废水中硫酸钠和氯化钠分别结晶。首先设计了系统的具体工艺流程,依据质量和能量平衡关系建立系统及其设备的数学模型并进行模型验证。随后对常压下硫酸钠质量分数为5%、氯化钠质量分数为8%的混合溶液蒸发结晶过程进行实例计算,并将其与传统五效蒸发分盐系统进行性能对比。综合能量分析与?分析结果表明,MVR分质提盐蒸发结晶系统的节能程度更高,同一工况下相较于传统五效蒸发分盐系统,效能系数（COP）提高了93.5%,单位能耗则降低了77.6%;?效率提高了70.4%,?损失则降低了33.6%,表明MVR分质提盐蒸发结晶系统在实现废水中硫酸钠和氯化钠结晶回收利用的同时系统热力学完善度和节能性更大。     

2.0t/h乙醇MVR蒸发系统工艺设计

MVR系统是利用蒸汽机械加压再循环技术进行工作的一种高效蒸发分离系统,本设计根据企业提供的母液组成特点,选择用MVR系统进行乙醇溶剂回收,完成了工艺流程设计、自控设计、物料衡算、设备选型等,并进行了能耗对比,绘制了施工流程图和布置图,该系统工艺设计合理,自动化程度高,设备和仪表选型正确,运行节能效果显著,现运行正常,达到了高效分离和节能的效果。