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近年來,,隨著環(huán)保問題逐漸被人們所關(guān)注,MVR蒸發(fā)器設(shè)備的使用率也大大增加,,今天宏森環(huán)保主要來介紹一下MVR蒸發(fā)器在工作的時(shí)候,,主要受到哪些因素的影響,。
MVR蒸發(fā)器主要的優(yōu)點(diǎn)
能耗低:蒸發(fā)低含鹽量的溶液到接近飽和溶液時(shí),,蒸發(fā)一噸水只需消耗電量約20-30kW(根據(jù)物料的沸點(diǎn)升確定),蒸發(fā)溫度可根據(jù)物料特性進(jìn)行合理選擇,。
蒸發(fā)速度快:物料進(jìn),、出設(shè)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(jī),能量循環(huán)利用更加充分,,使MVR蒸發(fā)裝置的運(yùn)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(jī)、換熱器,、蒸發(fā)器,、分離器、冷凝器,、真空系統(tǒng),、機(jī)泵、儀表閥門,、控制系統(tǒng)等組成,。
MVR蒸發(fā)器能量利用率高,自動化程度高,,運(yùn)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(shè)計(jì),,運(yùn)行中需考慮物料,、海拔、設(shè)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(jìn)行分析敘述。
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(diǎn)升高,、表面張力、熱敏性,、腐蝕性等,,密度、溶液組成成分,、定壓比熱,、粘度極大響了物料側(cè)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(shè)計(jì)計(jì)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(diǎn)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(jī)的選擇。
沸點(diǎn)升高比較高的物料,,在蒸汽壓縮機(jī)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(jī)和容積式羅茨壓縮機(jī)都可以提供20℃以上的溫升,,高溫升蒸汽壓縮機(jī)的生產(chǎn)工藝會更復(fù)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(qiáng)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(jié)焦的現(xiàn)象,同時(shí)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器也可以更有效的預(yù)防裝置化學(xué)結(jié)垢,,通過高速流體的湍流效果,,降低換熱器化學(xué)結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。
物料的熱敏性,要求物料在蒸發(fā)器中停留的時(shí)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(shí)間,。如果蒸發(fā)物料對溫度有要求時(shí),,設(shè)計(jì)時(shí)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(gè)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,。
安裝位置海拔的影響
海拔是反應(yīng)一個(gè)地區(qū)地勢高低的物理量,。海拔高,當(dāng)?shù)氐臍鈮盒?,表壓降低,,對?yīng)的溶液沸點(diǎn)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(yīng)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(fù)壓下運(yùn)行,,其負(fù)壓的獲得需采用真空系統(tǒng),。真空系統(tǒng)另一個(gè)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(shí),,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(yīng)溫度為99.6℃,1500m海拔對應(yīng)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(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮,。
高海拔對于水泵電機(jī)的選擇也有影響,海拔超過1000m時(shí),需要選擇高原電機(jī),,以防止水泵電機(jī)不能按照設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)行,,影響水泵流量和揚(yáng)程。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的影響
工藝參數(shù)是MVR蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn),確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行,。物料濃度,、組成成分、處理量和蒸發(fā)量決定設(shè)備的規(guī)模,,效,、級的數(shù)量,蒸汽壓縮機(jī)選型,,蒸發(fā)面積的大小,,換熱器材質(zhì),設(shè)備投資的成本,。
進(jìn)料濃度和出料濃度直接影響傳熱的計(jì)算和蒸發(fā)溫度的選擇,,進(jìn)而影響蒸汽壓縮機(jī)進(jìn)、出口溫度的選擇,。由于蒸發(fā)強(qiáng)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(shè)計(jì)。
MVR蒸發(fā)裝置在工藝設(shè)計(jì)中要做到能量的極大化利用,,因此在考慮滿足進(jìn),、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。
主要設(shè)備選擇及操作的影響
1.進(jìn)料變化的影響
進(jìn)料量:蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,,換熱器面積,,傳熱系數(shù),蒸汽壓縮確定后,,整套系統(tǒng)有其固有的操作彈性,,即在正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)料量有一定的范圍。根據(jù)能量守恒定律,,設(shè)備最大傳熱量為定值,。進(jìn)料量過大,會影響蒸發(fā)傳熱系數(shù),,使蒸發(fā)量發(fā)生變化,,出料的濃度會降低。進(jìn)料量過小時(shí),,各效蒸發(fā)器物料側(cè)流量大大減少,,不僅會使蒸發(fā)溫度升高,,嚴(yán)重時(shí)會造成干燒、結(jié)焦的現(xiàn)象,。同時(shí)進(jìn)料量過小,,意味著蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽減小,也會影響到蒸汽壓縮機(jī)的運(yùn)行,,甚至?xí)斐蓧嚎s機(jī)的損壞,。
進(jìn)料濃度:進(jìn)料濃度變化會引起系統(tǒng)運(yùn)行波動,對操作有一定影響,。
進(jìn)料溫度:蒸發(fā)器進(jìn)料一般要求泡點(diǎn)進(jìn)料,,如果進(jìn)料溫度過低會犧牲部分蒸發(fā)器的面積用于提升物料顯熱而非潛熱,降低蒸發(fā)量,,因此設(shè)計(jì)過程通常在原料液進(jìn)入蒸汽器前設(shè)置一臺蒸汽預(yù)熱器,,一旦來料溫度過低,通過預(yù)熱器不能滿足泡點(diǎn)進(jìn)料,,可以通過補(bǔ)充生蒸汽用蒸汽預(yù)熱器進(jìn)行最后的加熱,。
2.蒸汽壓縮機(jī)工況變化影響
MVR蒸汽壓縮機(jī)是此蒸發(fā)裝置中核心設(shè)備。主要的參數(shù)有流量,,進(jìn),、出口溫度(溫升),電流等,。蒸汽壓縮機(jī)也根據(jù)溫升,、蒸汽流量不同,有多種選擇,,如離心風(fēng)機(jī),、單機(jī)高速離心機(jī)、容積式羅茨壓縮機(jī)等,。
根據(jù)能量守恒定律,,壓縮機(jī)需要的總功要等于水蒸氣進(jìn)、出口總焓之差,。功是由電機(jī)提供,壓縮需要的總功除效率值得到軸功率,,根據(jù)軸功率和電機(jī)功率系列值選擇最佳的電機(jī),。電機(jī)提供的最大的功和蒸汽溫升所需的功在有的情況下差值較大,這就造成壓縮機(jī)富裕量大,。
壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)參數(shù)下,,流量、溫升,、壓比,、效率值都為最高,壓縮機(jī)設(shè)計(jì)完成后,其運(yùn)行由溫度,、流量,、電機(jī)等共同決定。當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)口溫度低,,比容增大,,壓縮機(jī)可進(jìn)入的最大蒸汽量增大,但由于壓縮機(jī)功率已定,,則根據(jù)能量守恒原理出口的溫度會降低,,表現(xiàn)為進(jìn)、出口溫差不夠,。當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)口溫度升高時(shí),,比容減小,水蒸汽質(zhì)量流量減小,,由于電機(jī)和效率值的影響,,出料溫度會升高,但由于葉輪和轉(zhuǎn)速等影響,,表征到進(jìn),、出口的溫差不會增大。
壓縮機(jī)開機(jī)的過程是電機(jī)頻率逐漸增大的過程,。在小頻率下,,流量和溫升有個(gè)對應(yīng)值,隨著流量的增大,,在相同的頻率下溫升會減小但是壓縮機(jī)會自動提高頻率已保證更高的溫升,。壓縮機(jī)頻率、流量,、溫升會相互影響逐漸升高至額定值,。
3.氣液分離器的影響
氣液分離器是提供物料和二次蒸汽分離的場所,分離器的設(shè)計(jì)要充分考慮蒸發(fā)量,、蒸發(fā)溫度,、物料粘度、分離器液位等因素,。
分離器如果設(shè)計(jì)過小,,當(dāng)蒸發(fā)量增大,會使二次蒸汽上升的速度加快,,造成夾帶液量嚴(yán)重,,也可能會造成壓降增大,對導(dǎo)致蒸汽攜帶大量高濃度物料進(jìn)入壓縮機(jī)系統(tǒng),,造成壓縮機(jī)腐蝕,,冷凝液品質(zhì)下降,。一旦原料粘附在壓縮機(jī)內(nèi)部葉輪表面,會造成壓縮機(jī)腐蝕,,嚴(yán)重會導(dǎo)致葉輪動平衡破壞,,造成壓縮機(jī)損壞。
物料濃度,、粘度,、表面張力增大,會造成二次蒸汽分離困難,,分離器分離量不夠,。分離器的物料循環(huán)量和液位高度增大會造成二次蒸汽夾帶量嚴(yán)重。分離器的直徑是保證汽,、液分離有足夠的分離面,,分離器高度是提高汽液相互夾帶的因素。分離器高度越高,,分離效率越高,,但設(shè)備成本也會增加。因此在分離器設(shè)計(jì)中,,除沫器的設(shè)計(jì)十分必要,,一方面可以降到分離器高度,同時(shí)保證蒸汽夾帶影響對后續(xù)影響最小,。
4.泵的影響
泵是蒸發(fā)系統(tǒng)中主要的動設(shè)備,,主要起輸送液體的作用。MVR蒸發(fā)系統(tǒng)中泵多采用雙機(jī)械密封的型式,。主要因?yàn)橐谪?fù)壓下降物料抽出,。泵機(jī)械密封的好壞以及運(yùn)行時(shí)的流量、吸程,、揚(yáng)程都會對蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生影響,。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)如果選擇強(qiáng)制循環(huán)泵,尤其是有晶體生成的工藝設(shè)計(jì),,循環(huán)泵優(yōu)先選擇軸流泵,,其特點(diǎn)是大流量,低揚(yáng)程,,同時(shí)其泵頭設(shè)計(jì)特點(diǎn),,在工作過程中對溶液產(chǎn)出的晶體破壞最小,有利于系統(tǒng)晶體的生長,。
冷凝水泵如果不能及時(shí)將冷凝水抽出,會使冷凝水在蒸發(fā)器中聚集,,會使蒸發(fā)器的傳熱發(fā)生嚴(yán)重的抑制作用,。蒸發(fā)器中本來使用蒸汽加熱變?yōu)闊崴訜?,效率會大大降低,?dǎo)致蒸汽發(fā)生堵塞,。
5.其他的影響
除了以上提出的影響因素外,,還有配管時(shí)的管徑選擇,管道走向的問題,、閥門形式的選擇,,閥門安裝位置的選擇等等問題的影響、操作規(guī)范性的問題等,,都會對整套蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生影響,。
MVR蒸發(fā)系統(tǒng),技術(shù)原理上已經(jīng)十分成熟,,但是作為一套系統(tǒng)工程,、設(shè)計(jì)、安裝,、調(diào)試各個(gè)環(huán)節(jié)都很重要,。物料特性參數(shù)、工藝設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),、設(shè)備選型注意事項(xiàng),、現(xiàn)場實(shí)際操作都對系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期,,要充分了解原原料特性,,同時(shí)也要了解原料產(chǎn)生過程,對蒸發(fā)系統(tǒng)的前后工藝都進(jìn)行了解,,綜合考慮各種因素,,以保證裝置正常、連續(xù),、高效的運(yùn)行,。
以上就是關(guān)于MVR蒸發(fā)器設(shè)備的詳細(xì)解答,如有不懂的,,歡迎大家來咨詢我們的技術(shù)人員,。