MVR技术的工业应用及发展

机械蒸汽再压缩是一种高效的蒸发技术,与传统多效蒸发技术相比具有显著的优势。在化工、海水淡化、食品工业、废水处理等领域得到了普遍的应用,获得了显著的节能环保成效。发展机械蒸汽再压缩技术有效提高我国的节能环保工业水平和产业结构。本文主要对其在各个领域的应用及发展进行介绍和评述,并介绍了国内外主要技术企业的概况。     

耦合过热蒸汽干燥的MVR蒸发结晶系统热力性能分析

机械蒸汽再压缩（MVR）作为目前最先进的蒸发结晶技术得到广泛关注和应用,本文结合过热蒸汽干燥技术的优势,提出一种耦合过热蒸汽干燥的MVR蒸发结晶干燥系统。基于EES软件建立数值模型,通过系统仿真的方法分析闪蒸压力pflash、进料浓度c₀、循环倍率CR、换热温差ΔT_mhex等对压缩机能耗W_comp和系统能效系数COP、下降管结晶盐含水率的上限值ω和换热器UA值的影响情况。结果表明:耦合过热蒸汽干燥的MVR系统相比常规系统具有更高的COP、更低的W_comp,并且能够获得干燥的结晶盐;循环倍率CR增大,压缩机压比π降低,有利于提高COP和降低W_comp,但同时换热器UA_mhex值会增大,设备成本增加;系统COP随p_flash的变化关系与循环倍率CR有关,CR较低时,随P_flash的增大,系统COP增大,CR超过某一定值,随着p_flash的增大,系统COP呈先升后降趋势,其最大值在p_flash为40～50kPa;进入干燥器的下降管结晶盐含水率的上限值ω与进料浓度c₀有关,随进料浓度c₀的升高而增大;?T_mhex对MVR系统性能有显著的影响,?T_mhex每增大1K,COP平均降低5.6%、W_comp平均升高5.8%、UA_mhex平均减少14.4%,ω平均升高1.7%。     

污泥干燥特性及动力学模型分析

在80℃~160℃温度条件下,对5 mm厚度的污泥薄层进行干燥实验研究,得出污泥的干燥特性曲线。引入5种常用的污泥干燥动力学模型对污泥干燥数据进行拟合,研究表明Hasibuan and Daud模型拟合程度最高。利用Fick扩散模型,求解得出污泥样品的干燥扩散系数在2.51E-09 m2/s~8.85E-09 m2/s之间,而干燥扩散系数随着温度的升高而增大。应用Arrhenius方程求解,得到污泥的活化能Ea为19.739008 kJ/mol,指前因子D0为2.13247E-06 m2/s。     

改进型三效蒸发工艺处理MVR蒸发母液的效果研究

在常规三效蒸发器的基础上,通过增大换热器物料层流速、增加二次蒸汽的除沫器、增加第三效分离器的导流装置等改进措施,开发出改进型三效蒸发工艺,并成功用于煤化工MVR蒸发母液的处理。设计处理量为192m3/d,实际处理量为220 m~3/d,产水电导率小于300μS/cm,COD小于40 mg/L,产水达到中水回用的标准;产盐含水率小于3%,吨水消耗蒸汽0.27 m~3,吨水耗电为20.37 kW·h。     

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。     

机械蒸汽再压缩(MVR)技术的发展及应用

介绍了机械蒸汽再压缩(MVR)技术,通过与传统多效蒸发技术对比突出MVR技术节能的巨大优势。进一步介绍了MVR技术在制碱工艺、废水处理工艺、发酵行业、铝业、食品行业等领域的应用,突出MVR技术为各个行业创造的节能效益,预示其未来巨大的发展潜力。     

石灰调质污泥恒温干燥特性及动力学模型研究

对添加石灰的市政污泥进行恒温干燥实验,研究在不同的石灰添加量和不同的温度条件下污泥干燥特性、有效水分扩散系数和干燥活化能。结果表明:高温干燥时,石灰添加量的增加对平均干燥速率以及有效扩散系数的提高影响显著,低温干燥时影响不显著;石灰的添加可以降低干燥活化能;基于Modified Page模型建立的通用干燥模型能准确地描述石灰调质污泥的干燥特性;模型方程预测值和实验值吻合,均方根误差为0.32%。     

污泥表观干燥动力学研究

污泥表观干燥动力学研究是污泥处理的一个非常重要的方法。通过对5 mm厚度的污泥分别在五种不同温度(80、100、120、140和160℃)下进行实验对比,并进行动力学方程拟合。结果表明,干燥速率常数K是污泥干燥动力学研究中一个重要的参数,温度越高,则干燥速率越大。计算得到样品污泥活化能为19.2325 kJ/mol。     

维生素A溶剂回收工艺中MVR技术的应用研究

研究了节能型机械蒸汽再压缩技术(MVR)在维生素A生产的溶剂回收系统中的应用,分析了溶剂回收工艺中MVR技术的应用对节能减排、降低生产成本方面产生的效果。     

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。     

机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统模拟分析

提出了一种升膜(或降膜)蒸发器与强制循环蒸发器并用的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统,溶液在升膜(或降膜)蒸发器中蒸发至接近饱和,再进入强制循环蒸发器中蒸发结晶,可减少溶液循环功耗。并以处理量为1 t/h,质量浓度为10%碳酸钠水溶液为例,模拟分析了蒸发温度、压缩机压缩比对制热能效比COP等的影响规律,并以年总费用为目标函数进行优化计算。结果表明:(1)COP随蒸发温度升高稍有下降,随压缩比增大大幅减小,本模拟条件范围内的COP达15~50;(2)本优化条件下,年总费用随压缩比的增大先减小后增加,压缩比在1.3~1.4之间年总费用最低。     

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%。     

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。     

机械蒸汽再压缩技术在蒸发领域的应用

文章主要介绍了最近几年国内外机械蒸汽再压缩技术在蒸发领域的应用进展,重点阐述了在海水淡化、制盐、废水处理(硝酸铵废水、氯化铵废水、硫酸铵废水、油田污水等)、全卤制碱等领域的应用,进行了相关的能耗分析,并在此基础上分析了水蒸汽压缩机的研究现状,主要分析了目前应用最为广泛的罗茨式和离心式水蒸汽压缩机。综合分析当前阶段机械蒸汽再压缩技术应用的背景和前景,提出了该技术在蒸发领域的应用中要注意的问题,并给出了一些建议。     

浅谈机械蒸汽再压缩制盐技术在钙型卤水中的应用

采用机械蒸汽再压缩制盐工艺技术,首次在钙型卤水中应用,提升工业盐制造装置装备水平,减少蒸汽消耗,降低投资和生产成本,增加产品竞争力。     

薄层干燥技术的研究进展

简要介绍了各种类型的薄层干燥方程,并对薄层干燥技术在农产品、水产品、中药材及其他产品干燥特性研究中的应用进行综合评述。     

机械蒸汽再压缩硫酸铵废水处理系统的分析

为全面反应机械蒸汽再压缩硫酸铵废水处理系统的用能情况,提高系统的效率,采用以热力学第二定律为基础的分析方法,对系统进行了分析。将硫酸铵废水视为实际溶液,建立了实际物流的分析模型,运用工厂实测数据对系统进行了分析计算,研究了参量:压缩比、蒸发温度和一效排出浓度对系统效率的影响并根据测算结果提出了改进建议。分析结果表明,该系统总的效率约为12.04%;各设备分析表明,换热器及压缩机是主要的损失部位,二者的损失约占总数的79.5%;参量分析表明,系统的效率随着压缩比的增大而减小,随着蒸发温度的升高而增大,在其他条件允许的情况下,应尽量采用压缩比小的压缩机和维持高的蒸发温度;在文中条件下,当一效排出质量分数为32%时系统的效率最大,应尽可能地维持在该质量分数下排料;消除进入加热器蒸汽的过热可以提高系统的效率。