MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)器

適用范圍
適用于各類物料進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，特別是產(chǎn)品沸點(diǎn)上升（BPR）不是很大的產(chǎn)品或易蒸發(fā)的稀物料。

系統(tǒng)組成
由加熱器、分離器（結(jié)晶器）、壓縮機(jī)、真空泵、循環(huán)泵、操作平臺(tái)、電氣儀表控制柜及閥門、管路等系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。
利用MVR（蒸汽機(jī)械壓縮裝置）把全部的二次蒸汽壓縮升溫成加熱蒸汽并循環(huán)往復(fù)利用的蒸發(fā)濃縮設(shè)備。

主要原理
機(jī)械式蒸汽再壓縮（MVR）蒸發(fā)器利用蒸發(fā)器中產(chǎn)生的二次蒸汽，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮，壓力，溫度升高，熱焓增加，然后送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽使用，使料液維持沸騰狀態(tài)，而加熱蒸汽本身則冷凝成水。這樣，原來(lái)要廢棄的蒸汽就得到了充分的利用回收了潛熱，又提高了熱效率，生蒸汽的經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)于多效蒸發(fā)的30效，減少了對(duì)外部加熱及冷卻資源的需求，降低能耗，減少污染。

主要特點(diǎn)

1. MVR節(jié)能蒸發(fā)器技術(shù)是目前*的蒸發(fā)器技術(shù)，僅需要極少量生蒸汽（開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)需少量生蒸汽，正常運(yùn)行中不再需要生蒸汽），降低企業(yè)運(yùn)行成本，減少環(huán)境污染。
2. 由于采用壓縮機(jī)提供熱源，和傳統(tǒng)蒸發(fā)器相比，溫差小得多，能夠達(dá)到溫和蒸發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低結(jié)垢。
3. 無(wú)需冷凝器或只需很小面積的冷凝器，結(jié)構(gòu)與流程非常簡(jiǎn)單，全自動(dòng)操作，可連續(xù)運(yùn)行，可靠。
4. 設(shè)備內(nèi)配CIP清洗管路，可實(shí)現(xiàn)就地清洗，整套設(shè)備操作方便，*。
5. 該蒸發(fā)器是物料在低溫（蒸發(fā)溫度50℃—100℃）、且不產(chǎn)生泡沫的狀態(tài)下進(jìn)行蒸發(fā)，料液均勻，不跑料，不易結(jié)焦，物料加熱變小。
6. MVR蒸發(fā)器的安裝空間是普通多效蒸發(fā)器的兩倍左右，設(shè)備投資金額也比較大，但是運(yùn)行費(fèi)用比普通多效蒸發(fā)器要低很多。
7. 為了避免操作人員失誤或因錯(cuò)誤操作引起MVR發(fā)生故障，保護(hù)設(shè)備的自控操作系統(tǒng)是要的。
8. 傳統(tǒng)多效蒸發(fā)器采用新鮮蒸汽作為能源，如五效蒸發(fā)器蒸發(fā)1噸水一般消耗新鮮蒸汽0.23噸；MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)器消耗的能源是電能，蒸發(fā)1噸水一般消耗電15—27度，一般沸點(diǎn)升高較小的物料可以達(dá)到1噸水電耗20點(diǎn)度以下。能源節(jié)省程度與用戶當(dāng)?shù)氐男迈r蒸汽單價(jià)與電價(jià)密切相關(guān)，如蒸汽單價(jià)180元/噸，電價(jià)每度0.7元與五效蒸發(fā)器比，每蒸發(fā)一噸水能耗節(jié)省0.23*180-20*0.7=27.4元，如蒸發(fā)量為100噸，每年運(yùn)行時(shí)間為330天，每天工作24小時(shí)，每年的節(jié)省能耗費(fèi)用是27.4*100*24*330=元。MVR蒸發(fā)器比五效蒸發(fā)器節(jié)能60%以上。
9. MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)器的價(jià)格是多效蒸發(fā)器的2倍上下，對(duì)于新建項(xiàng)目，比較投資差異，投資采購(gòu)MVR多花的投入一般在300個(gè)運(yùn)行日內(nèi)可收回。對(duì)于用MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)器替換原有的多效蒸發(fā)器的節(jié)能改造項(xiàng)目，改造投資一般在500個(gè)運(yùn)行工作日內(nèi)可以收回。
10. 在某些蒸汽成本很低而電價(jià)很高的地域場(chǎng)合，MVR機(jī)械壓縮蒸發(fā)器的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)不明顯，不建議使用。

普通多效濃縮設(shè)備與MVR濃縮設(shè)備的年均能耗費(fèi)用比較

能耗比較（舉例）
蒸發(fā)量40噸/H，蒸汽單價(jià)170RMB/噸，
電單價(jià)：0.6RMB/KWH，每年運(yùn)轉(zhuǎn)天數(shù);24小時(shí)/天，330天/年

MVR蒸發(fā)器的耗電量
MVR蒸發(fā)器幾乎不會(huì)用到蒸汽，但所消耗的電量要比普通多效蒸發(fā)器要大很多，換句話說(shuō)，MVR主要使用的能源是電能。MVR（蒸汽機(jī)械壓縮風(fēng)機(jī)）的主電機(jī)耗電量大小取決于蒸發(fā)器的換熱面積與蒸發(fā)溫度以及物料本身的特性。

MVR蒸發(fā)濃縮設(shè)備

1. 利用MVR（蒸汽機(jī)械壓縮裝置）把全部的二次蒸汽壓縮升溫成加熱蒸汽并循環(huán)往復(fù)利用的蒸發(fā)濃縮設(shè)備。
2. MVR蒸發(fā)器的安裝空間是普通多效蒸發(fā)器的兩倍左右，設(shè)備投資金額也比較大，但是運(yùn)行費(fèi)用比普通多效蒸發(fā)器要低很多。
3. 為了避免操作人員失誤或因錯(cuò)誤操作引起MVR發(fā)生故障，保護(hù)設(shè)備的自控操作系統(tǒng)是要的。

MVR蒸發(fā)器的幾種形式
根據(jù)濃縮產(chǎn)品的物料特性與濃縮液的濃縮程度主要供應(yīng)以下三種：

CSFM
適用于物料的沸點(diǎn)上升（BPE）不是很大，通過(guò)MVR單次壓縮二次蒸汽即可滿足設(shè)計(jì)要求的情況。比起CDFM形式，安裝空間更小，設(shè)備投資費(fèi)用較低。

CDFM
使用CDFM不能充分達(dá)到設(shè)計(jì)濃度的情況下使用的蒸發(fā)器形式，把二次蒸汽進(jìn)行二次或更多次壓縮來(lái)得到比CSFM更高溫度的加熱蒸汽。
CDFM比CSFM設(shè)備安裝空間要大，設(shè)備投資費(fèi)用也相對(duì)較高。
根據(jù)蒸發(fā)濃縮產(chǎn)品的特性（BPE、粘度、出料濃度要求、有無(wú)結(jié)晶生成等情況）可以提供其它形式的CDFM，如將兩臺(tái)壓縮機(jī)串聯(lián)等。

將MVR與多效結(jié)合的形式
這是一種組合，從上世紀(jì)九十年代末興起并流行于歐美，并于2009年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，是大中型節(jié)能蒸發(fā)器流程，也是大型節(jié)能蒸發(fā)器的發(fā)展方向，在確保可靠性的前提下提倡綠色節(jié)能理念，設(shè)計(jì)中優(yōu)先大量采用板式蒸發(fā)、降膜蒸發(fā)等高性能節(jié)能傳熱技術(shù)單元。根據(jù)物料的自身狀況、產(chǎn)能大小、系統(tǒng)節(jié)能性能要求、投資額度大小限制，可以生成多種不同的配置變化。

幾種蒸發(fā)設(shè)備性能對(duì)比表格

中藥提取液濃縮蒸發(fā)
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì) 規(guī)格：NMVR-3

1. 蒸發(fā)溫度：75℃
2. 蒸汽消耗：0噸/小時(shí)（無(wú)需新鮮蒸汽）
3. 蒸發(fā)一噸水耗電量：25Kw/h—30Kw/h
4. 真空低溫蒸發(fā)
5. 全自動(dòng)無(wú)人化操作
6. 能耗低/穩(wěn)定好/噪聲小
7. 利用蒸餾水實(shí)現(xiàn)在線清洗
8. 無(wú)需冷卻循環(huán)水

RZMVR-3蒸發(fā)器與雙效蒸發(fā)濃縮器運(yùn)行成本
分析運(yùn)行成本計(jì)算根據(jù)以下數(shù)據(jù)：
進(jìn)料量：78.0立方/天，3.25立方/小時(shí)
蒸發(fā)量：72噸/天，3噸/小時(shí)
進(jìn)料濃度：1%
出料濃度：40%
工作時(shí)間：20小時(shí)/天，300天/年
電價(jià)：RMB0.8Kw/h
蒸汽價(jià)：200RMB/噸

雙效蒸發(fā)濃縮器能耗

1. 耗汽

雙效濃縮器3t/h每小時(shí)耗汽1.71噸，蒸發(fā)1噸水耗汽1.71*200/3=114元

1. 耗電

真空泵5.5Kw，冷卻循環(huán)泵和冷卻塔電機(jī)功率11Kw，蒸發(fā)每噸水耗電：16.5*80%*0.8/3=3.52元/噸蒸發(fā)水

1. 循環(huán)冷卻水的損失折合：約3.48元/噸蒸發(fā)水
2. 雙效蒸發(fā)濃縮設(shè)備每蒸發(fā)1噸水綜合費(fèi)用：114+3.52+3.48=121.0元

MVR能耗
由于MVR很少使用蒸汽（取決于進(jìn)料溫度），蒸發(fā)一噸水約用15kg蒸汽：0.015*200=3.0元，冷卻水用量也非常少，按蒸發(fā)一噸水1元耗水費(fèi)來(lái)計(jì)算。根據(jù)一個(gè)月的使用統(tǒng)計(jì)，以一套3t/h蒸發(fā)量，平均每蒸發(fā)1噸水耗電27度，噸水耗電費(fèi)用21.6元，MVR蒸發(fā)1噸水綜合費(fèi)用為3+1+21.6=25.6元。

使用MVR和傳統(tǒng)雙效比較
每蒸發(fā)1噸水，MVR濃縮器比雙效降膜節(jié)約121-25.6=99.4元，節(jié)能率約80%。

MVR全年節(jié)約費(fèi)用
一臺(tái)MVR濃縮器每天按蒸發(fā)72噸水，全年運(yùn)行300天，全年蒸發(fā)水量21600噸/年，則每年可節(jié)約214.7萬(wàn)元。

多效蒸發(fā)技術(shù)（Multiple Effect Evaporator，MEE）
在多效蒸發(fā)裝置中，由新蒸汽加熱一效產(chǎn)生的蒸汽不進(jìn)入冷凝器，而是作為二效的加熱介質(zhì)得以再次利用。這樣可以將新蒸汽消耗有效降低約50%。重復(fù)利用此原理，可進(jìn)一步降低新蒸汽消耗。一效的高加熱溫度與一效的低沸點(diǎn)溫度形成了總溫差，分布于各個(gè)效。結(jié)果，每效溫差隨效數(shù)增加而減小。所以為達(dá)到的蒸發(fā)速率增大加熱面積。初步估算表明，用于所有效的加熱面積隨效數(shù)成比例增加，這樣一來(lái)蒸汽節(jié)省量逐漸減少的同時(shí)，投資費(fèi)用顯著增加。

熱力蒸汽再壓縮技術(shù)（Thermal Vapour Recompressor，TVR）
熱力蒸汽再壓縮時(shí)，根據(jù)熱泵原理，來(lái)自沸騰室的蒸汽被壓縮到加熱室的較高壓力；即能量被加到蒸汽上。由于與加熱室壓力相對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度更高，使得蒸汽能夠再用于加熱。為此采用蒸汽噴射壓縮器。它們是根據(jù)噴射泵原理來(lái)操作，沒(méi)有活動(dòng)件，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而有效，并能確保高的工作可靠性。使用一臺(tái)熱力蒸汽壓縮器與增加一效蒸發(fā)器具有相同的節(jié)省蒸汽/節(jié)能效果。熱力蒸汽壓縮器的操作需要數(shù)量的新蒸汽，即所謂的動(dòng)力蒸汽。這些動(dòng)力蒸汽被傳送到下一效，或者被送至冷凝器作為殘余蒸汽。包含在殘余蒸汽中的剩余能量大約與動(dòng)力蒸汽所提供的能量相當(dāng)。

機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)（Mechanical Vapour Recompressor，MVR）
機(jī)械蒸汽再壓縮時(shí)，通過(guò)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)將蒸發(fā)器蒸出的蒸汽壓縮至較高壓力。因此再壓縮機(jī)也作為熱泵來(lái)工作，給蒸汽增加能量。與用循環(huán)工藝流體（即封閉系統(tǒng)，制冷循環(huán)）的壓縮熱泵相反，因?yàn)檎羝賶嚎s機(jī)是作為開(kāi)放系統(tǒng)來(lái)工作，故可將其視為的壓縮熱泵。在蒸汽壓縮和隨后的加熱蒸汽冷凝之后，冷凝液離開(kāi)循環(huán)。加熱蒸汽（熱的一側(cè)）與二次蒸汽（冷的一側(cè)）被蒸發(fā)器的換熱表面分隔開(kāi)來(lái)。開(kāi)放式壓縮熱泵與封閉式壓縮熱泵的對(duì)比表明：在開(kāi)放系統(tǒng)中的蒸發(fā)器表面基本上取代了封閉系統(tǒng)中工藝流體膨脹閥的功能。通過(guò)使用相對(duì)少的能量，即在壓縮熱泵情況下的壓縮機(jī)葉輪的機(jī)械能，能量被加入工藝加熱介質(zhì)中并進(jìn)入連續(xù)循環(huán)。在此情況下，不需要一次蒸汽作為加熱介質(zhì)。

MVR的優(yōu)勢(shì)

在多效熱力蒸汽再壓縮系統(tǒng)中，待釋放的冷凝熱仍然很高。在多效裝置中，如果有n效，冷凝熱約為一次能量輸入的1/n。而且，蒸汽噴射壓縮器只能壓縮一部分的二次蒸汽，動(dòng)力蒸汽的能量作為余熱釋放給冷卻水。然而，開(kāi)放式壓縮熱泵原理的使用可以顯著減少甚至通過(guò)冷凝器釋放的熱量。為達(dá)到的熱平衡，可能需要少量的剩余能量或殘余蒸汽的冷凝，因此允許恒定的壓力比和穩(wěn)定的操作條件。采用機(jī)械蒸汽再壓縮的原因：
■ 單位能量消耗低
■ 因溫差低使產(chǎn)品的蒸發(fā)溫和
■ 由于常用單效使產(chǎn)品停留時(shí)間短
■ 工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)
■ 部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)特性優(yōu)異
■ 操作成本低