MVR機械壓縮蒸發(fā)器

適用范圍
適用于各類物料進行蒸發(fā)濃縮結晶，特別是產品沸點上升（BPR）不是很大的產品或易蒸發(fā)的稀物料。

系統(tǒng)組成
由加熱器、分離器（結晶器）、壓縮機、真空泵、循環(huán)泵、操作平臺、電氣儀表控制柜及閥門、管路等系統(tǒng)組成，結構非常簡單。
利用MVR（蒸汽機械壓縮裝置）把全部的二次蒸汽壓縮升溫成加熱蒸汽并循環(huán)往復利用的蒸發(fā)濃縮設備。

主要原理
機械式蒸汽再壓縮（MVR）蒸發(fā)器利用蒸發(fā)器中產生的二次蒸汽，經壓縮機壓縮，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，生蒸汽的經濟性相當于多效蒸發(fā)的30效，減少了對外部加熱及冷卻資源的需求，降低能耗，減少污染。

主要特點

1. MVR節(jié)能蒸發(fā)器技術是目前*的蒸發(fā)器技術，僅需要極少量生蒸汽（開機啟動時需少量生蒸汽，正常運行中不再需要生蒸汽），降低企業(yè)運行成本，減少環(huán)境污染。
2. 由于采用壓縮機提供熱源，和傳統(tǒng)蒸發(fā)器相比，溫差小得多，能夠達到溫和蒸發(fā)，提高產品質量，降低結垢。
3. 無需冷凝器或只需很小面積的冷凝器，結構與流程非常簡單，全自動操作，可連續(xù)運行，可靠。
4. 設備內配CIP清洗管路，可實現(xiàn)就地清洗，整套設備操作方便，*。
5. 該蒸發(fā)器是物料在低溫（蒸發(fā)溫度50℃—100℃）、且不產生泡沫的狀態(tài)下進行蒸發(fā)，料液均勻，不跑料，不易結焦，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，設備投資金額也比較大，但是運行費用比普通多效蒸發(fā)器要低很多。
7. 為了避免操作人員失誤或因錯誤操作引起MVR發(fā)生故障，保護設備的自控操作系統(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，一般沸點升高較小的物料可以達到1噸水電耗20點度以下。能源節(jié)省程度與用戶當?shù)氐男迈r蒸汽單價與電價密切相關，如蒸汽單價180元/噸，電價每度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，每年運行時間為330天，每天工作24小時，每年的節(jié)省能耗費用是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機械壓縮蒸發(fā)器的價格是多效蒸發(fā)器的2倍上下，對于新建項目，比較投資差異，投資采購MVR多花的投入一般在300個運行日內可收回。對于用MVR機械壓縮蒸發(fā)器替換原有的多效蒸發(fā)器的節(jié)能改造項目，改造投資一般在500個運行工作日內可以收回。
10. 在某些蒸汽成本很低而電價很高的地域場合，MVR機械壓縮蒸發(fā)器的經濟性優(yōu)勢不明顯，不建議使用。

普通多效濃縮設備與MVR濃縮設備的年均能耗費用比較

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

MVR蒸發(fā)器的耗電量
MVR蒸發(fā)器幾乎不會用到蒸汽，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，MVR主要使用的能源是電能。MVR（蒸汽機械壓縮風機）的主電機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)濃縮設備

1. 利用MVR（蒸汽機械壓縮裝置）把全部的二次蒸汽壓縮升溫成加熱蒸汽并循環(huán)往復利用的蒸發(fā)濃縮設備。
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，設備投資金額也比較大，但是運行費用比普通多效蒸發(fā)器要低很多。
3. 為了避免操作人員失誤或因錯誤操作引起MVR發(fā)生故障，保護設備的自控操作系統(tǒng)是要的。

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

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

CDFM
使用CDFM不能充分達到設計濃度的情況下使用的蒸發(fā)器形式，把二次蒸汽進行二次或更多次壓縮來得到比CSFM更高溫度的加熱蒸汽。
CDFM比CSFM設備安裝空間要大，設備投資費用也相對較高。
根據(jù)蒸發(fā)濃縮產品的特性（BPE、粘度、出料濃度要求、有無結晶生成等情況）可以提供其它形式的CDFM，如將兩臺壓縮機串聯(lián)等。

將MVR與多效結合的形式
這是一種組合，從上世紀九十年代末興起并流行于歐美，并于2009年進入中國市場，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，設計中優(yōu)先大量采用板式蒸發(fā)、降膜蒸發(fā)等高性能節(jié)能傳熱技術單元。根據(jù)物料的自身狀況、產能大小、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)設備性能對比表格

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

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

RZMVR-3蒸發(fā)器與雙效蒸發(fā)濃縮器運行成本
分析運行成本計算根據(jù)以下數(shù)據(jù)：
進料量：78.0立方/天，3.25立方/小時
蒸發(fā)量：72噸/天，3噸/小時
進料濃度：1%
出料濃度：40%
工作時間：20小時/天，300天/年
電價：RMB0.8Kw/h
蒸汽價：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)濃縮設備每蒸發(fā)1噸水綜合費用：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元耗水費來計算。根據(jù)一個月的使用統(tǒng)計，以一套3t/h蒸發(fā)量，平均每蒸發(fā)1噸水耗電27度，噸水耗電費用21.6元，MVR蒸發(fā)1噸水綜合費用為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)約費用
一臺MVR濃縮器每天按蒸發(fā)72噸水，全年運行300天，全年蒸發(fā)水量21600噸/年，則每年可節(jié)約214.7萬元。

多效蒸發(fā)技術（Multiple Effect Evaporator，MEE）
在多效蒸發(fā)裝置中，由新蒸汽加熱一效產生的蒸汽不進入冷凝器，而是作為二效的加熱介質得以再次利用。這樣可以將新蒸汽消耗有效降低約50%。重復利用此原理，可進一步降低新蒸汽消耗。一效的高加熱溫度與一效的低沸點溫度形成了總溫差，分布于各個效。結果，每效溫差隨效數(shù)增加而減小。所以為達到的蒸發(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，這樣一來蒸汽節(jié)省量逐漸減少的同時，投資費用顯著增加。

熱力蒸汽再壓縮技術（Thermal Vapour Recompressor，TVR）
熱力蒸汽再壓縮時，根據(jù)熱泵原理，來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應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)噴射泵原理來操作，沒有活動件，設計簡單而有效，并能確保高的工作可靠性。使用一臺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，即所謂的動力蒸汽。這些動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力蒸汽所提供的能量相當。

機械蒸汽再壓縮技術（Mechanical Vapour Recompressor，MVR）
機械蒸汽再壓縮時，通過機械驅動的壓縮機將蒸發(fā)器蒸出的蒸汽壓縮至較高壓力。因此再壓縮機也作為熱泵來工作，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，因為蒸汽再壓縮機是作為開放系統(tǒng)來工作，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，冷凝液離開循環(huán)。加熱蒸汽（熱的一側）與二次蒸汽（冷的一側）被蒸發(fā)器的換熱表面分隔開來。開放式壓縮熱泵與封閉式壓縮熱泵的對比表明：在開放系統(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。通過使用相對少的能量，即在壓縮熱泵情況下的壓縮機葉輪的機械能，能量被加入工藝加熱介質中并進入連續(xù)循環(huán)。在此情況下，不需要一次蒸汽作為加熱介質。

MVR的優(yōu)勢

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，動力蒸汽的能量作為余熱釋放給冷卻水。然而，開放式壓縮熱泵原理的使用可以顯著減少甚至通過冷凝器釋放的熱量。為達到的熱平衡，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。采用機械蒸汽再壓縮的原因：
■ 單位能量消耗低
■ 因溫差低使產品的蒸發(fā)溫和
■ 由于常用單效使產品停留時間短
■ 工藝簡單，實用性強
■ 部分負荷運轉特性優(yōu)異
■ 操作成本低