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一、MVR蒸發(fā)裝置簡介

MVR蒸發(fā)裝置是蒸汽壓縮機和蒸發(fā)系統(tǒng)的科學結合，壓縮機蒸發(fā)的溫升范圍在20℃以內(nèi)時，進行蒸發(fā)的一種方法。當蒸發(fā)系統(tǒng)的溫升超過以上溫升范圍，則不建議使用MVR蒸發(fā)系統(tǒng)。如果一定要采用的話，則需要采用雙壓縮機系統(tǒng)。


MVR蒸發(fā)裝置主要的優(yōu)點有：△能耗低，蒸發(fā)低含鹽量的溶液到接近飽和溶液時，蒸發(fā)一噸水只需消耗電量約20-30kW（根據(jù)物料的沸點確定），蒸發(fā)溫度可根據(jù)物料特性進行合理選擇；△蒸發(fā)速度快：物料進、出設備只需十幾秒，有利于處理熱敏介質(zhì)；蒸發(fā)溫度可以控制在較低溫度，低溫蒸發(fā)可以降低材料的腐蝕和能耗的損失；△通過使用蒸汽壓縮機，能量循環(huán)利用更加充分，使MVR蒸發(fā)裝置的運行能耗降低。


通常MVR蒸發(fā)裝置主要由以下幾大部分組成：MVR蒸汽壓縮機、換熱器、蒸發(fā)器、分離器、冷凝器、真空系統(tǒng)、機泵、儀表閥門、控制系統(tǒng)等組成。MVR蒸發(fā)裝置能量利用率高，自動化程度高，運行穩(wěn)定，占地面積小，被越來越多的用戶所接受。但MVR蒸發(fā)系統(tǒng)在設計，運行中需考慮物料、海拔、設備、操作等諸多因素的影響，以下內(nèi)容對可能影響MVR蒸發(fā)系統(tǒng)的各因素進行分析敘述。

 

二、蒸發(fā)原料特性的影響

物料的主要物性參數(shù)有：密度、溶液組成成分、比熱、粘度、沸點升高、表面張力、熱敏性、腐蝕性等、溶液組成成分、定壓比熱、粘度極大影響了物料側的傳熱系數(shù)，而傳熱系數(shù)的不同會直接影響蒸發(fā)面積的設計計算。粘度和表面張力，主要影響物料的汽、液分離過程和分離器的長徑比的選擇，在成膜蒸發(fā)過程中還會影響物料的布膜情況。沸點升高，主要影響工藝流程的選擇，蒸發(fā)溫度的選擇，溫度梯度分布和蒸汽壓縮機的選擇。沸點升高比較高的物料，在蒸汽壓縮機溫升范圍內(nèi)，可以選用MVR蒸發(fā)工藝，單級高速離心壓縮機和容積式羅茨壓縮機都可以提供20℃以內(nèi)的溫升，高溫升蒸汽壓縮機的生產(chǎn)工藝會更復雜，要求精度會更高。

 

物料的粘度除了影響傳熱系數(shù)還會對蒸發(fā)器型式的選擇有影響。粘度高的物料須選擇強制循環(huán)或刮板式蒸發(fā)器，以防止物料流動速度過慢發(fā)生結焦的現(xiàn)象，同時強制循環(huán)蒸發(fā)器也可以更有效的預防裝置化學結垢，通過高速流體的湍流效果，降低換熱器化學結垢風險。物料的熱敏性，要求物料在蒸發(fā)器中停留的時間要短，否則會使物料發(fā)生質(zhì)變，則需減少蒸發(fā)器的效數(shù)或級數(shù)，減少物料在蒸發(fā)器中循環(huán)時間。如果蒸發(fā)物料對溫度有要求時，設計時一定要考慮蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)器型式及流程的選擇。一些物料的腐蝕性，如高含鹽廢水中氯根含量很高，特別是物料在高溫下的腐蝕性，這是影響選材的一個重要因素，尤其是MVR蒸發(fā)裝置的加熱器，材質(zhì)通常是系統(tǒng)中最高的。

 

三、安裝位置海拔的影響

 
海拔是反應一個地區(qū)地勢高低的物理量。海拔高，當?shù)氐臍鈮盒。韷航档?，對應的溶液沸點降低。海拔高度對MVR蒸發(fā)的影響直接體現(xiàn)于系統(tǒng)的真空度以及對應飽和蒸汽的熱工參數(shù)。為降低能耗MVR蒸發(fā)多數(shù)選擇在負壓下運行，其負壓的獲得需采用真空系統(tǒng)。真空系統(tǒng)另一個作用是將MVR蒸發(fā)裝置中的不凝氣抽出，防止不凝氣富集，降低傳熱效率，阻礙蒸發(fā)。海拔高低會影響極限真空度。如水環(huán)真空泵在0海拔其極限真空為-0.094Mpa，在海拔1500m時，其極限真空為-0.08Mpa。對熱源蒸汽而言，表壓0.1Mpa的蒸汽，0海拔對應溫度為99.6℃，1500m海拔對應的溫度為95.1℃?？梢姾０螘φ羝麩峁?shù)有影響，因此，在MVR蒸發(fā)設計時要充分考慮。高海拔對于水泵電機的選擇也有影響，海拔超過1000,m時，需要選擇高原電機，以防止水泵電機不能按照設計參數(shù)運行，影響水泵流量和揚程。

 

四、系統(tǒng)設計參數(shù)的影響


工藝參數(shù)是MVR蒸發(fā)器的設計的根本，對原料特性參數(shù)的了解和掌握，才能更好的避免設計風險，確保系統(tǒng)能夠正常運行。物料濃度、組成成分、處理量和蒸發(fā)量決定設備的規(guī)模，效、級的數(shù)量，蒸汽壓縮機選型，蒸發(fā)面積的大小，換熱器材質(zhì)，設備投資的成本。進料濃度和出料濃度直接影響傳熱的計算和蒸發(fā)溫度的選擇，進而影響蒸汽壓縮機進、出口溫度的選擇。由于蒸發(fā)強度的問題，出料濃度還會影響蒸發(fā)器形式的選擇和蒸發(fā)流程的設計。進、出料溫度。MVR蒸發(fā)裝置在工藝設計中要做到能量的極大化利用，因此在考慮滿足進、出口物料溫度的情況下通過工藝變化將冷凝水出口溫度降低最低。

 

五、蒸發(fā)量變低的因素


原液成分復雜、有機成分高、富集濃度過高，物料成分中含有易結垢成分（鈣鎂硅），掛壁結垢影響換熱效率；設計MVR蒸發(fā)器時，要對MVR蒸發(fā)器進行詳細了解，要對物料的沸點升有數(shù)據(jù)支撐，在選擇壓縮機溫升時有沸點依據(jù)；對MVR蒸發(fā)器所需參數(shù)進行具體的計算。例如：有效溫差、蒸發(fā)強度、沸點升高等關鍵數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)將有助于換熱器面積、分離器容積等設計選型；結垢現(xiàn)象也會導致MVR蒸發(fā)量低。MVR蒸發(fā)器結垢堵塞會大大影響換熱效率；COD含量過多會導致蒸發(fā)量不足。隨著多效蒸發(fā)器系統(tǒng)的不斷運行，COD含量過高會影響蒸發(fā)器脫鹽效果。導致MVR蒸發(fā)量低的原因主要是以上五種，但也不排除新鮮蒸汽量偏低，壓縮機工作能力不夠，是換熱效率不足。