
刮板薄膜蒸發器
工作原理:
刮板式薄膜蒸發器是利用高速旋轉將液體分布成均勻薄膜而進行蒸發或蒸餾的一種蒸發、蒸餾設備,也可進行脫臭、脫泡反應及加熱、冷卻等元操作。本設備采用離心式動溝槽轉子,是目前國外新結構蒸發器,在流量很小的情況下也能形成薄膜,在筒體蒸發段內壁表面附著處液中的淤積物可被活動刮板迅速移去,和固定間隙的刮板蒸發器相比,蒸發量可提高40-69%。
主要特點:
1:傳熱系數值高,蒸發能力大,蒸發強度可達到200kg/m2·hr,熱效率高。
2:物料加熱時間短,約5秒至10秒之間,且在真空條件下工作,對熱敏性物料更為有利,保持各種成份不產生何分解,保證產品質量。
3:適應粘度變化圍廣,高低粘度物均可以處,物料粘度可高達10萬厘泊()
4:改變刮板溝槽旋轉方向,可以調節物料在蒸發器的打時間。
5:蒸發段筒體內壁經過精密鏜削并拋光處,表面不易產生結焦、結垢。
6:操作方便,產品指標調節容易,在密閉條件下,可以自控進行連續性生產。
7:設備占地面積小,結構簡,維修方便,清洗容易。
使用圍:適用于中、西制藥、食品、輕工、石油、化工、環保等。
被吸入蒸汽的量,kg/hr;hp 單位多變(有效)壓縮功,kJ/kg;hs 單位等熵壓縮功,kJ/kg;ηs壓縮機的等熵效率。
壓縮機的等熵效率(內效率)除其他因素之外,單位多變壓縮功 hp取決于
多方指數κ和吸入氣體的摩爾質量M,以及吸入溫度和要求的壓升。對于原動機(電動機、燃氣機、渦輪機等)的實際耦合功率,考慮了更大的機械損耗余量。葉輪由標準材料制造的單級離心壓縮機能夠獲得壓縮因子1.8的水蒸汽壓升,如果采用鈦等更高質量的材料,壓縮因子可高達2.5。這樣一來,終壓力p2就是吸入壓力p1的1.8倍,或大2.5倍,這對應于飽和蒸汽溫度升高約12-18K,大溫升可到30K,這取決于吸入壓力。就蒸發技術而言,通常的做法是根據相應的蒸汽進出口壓力查找壓力-溫度表對應的溫度。這樣,有效溫差就被直接表示出來。
技術優勢編輯
1)由于二次蒸汽不斷被壓縮循環作為加熱熱源,使單位噸耗降低,節能效果明顯
2) 由于蒸發溫度低,產品停留時間短,常被用于熱敏物料的蒸發濃縮
3) 整體占地面積少,自動化程度高,操作成本低
4)工藝簡單,容易檢修
5)公用配套工程少,工程投資小
機械設計
用于氣體壓縮的機器是按照正位移原理或動力學原理來操作的。在正位移機器中,機器活動件將吸入室和壓力室分隔開,操作室的體積減少而氣體壓力升高。在使用往復式壓縮機的情況下,這樣的過程通過氣缸內活塞的運動來實現的。
在動力式機器中,通過葉輪片高周速的旋轉供給氣體能量。氣體首先被加速然后通過位于葉輪下游的擴散器減速。這樣,高速度轉化為壓力能。根據流體通過葉輪的方向,將相關設備稱為軸流、混流或離心式壓縮機。通常,壓縮機由電機、聯軸器、齒輪箱、轉子、密封器等組成。
蒸發器
由加熱器、分離器、壓縮機、真空泵、循環泵、操作平臺、電器控制柜、液位自控系統及閥門管路等系統組成,結構非常簡。
工作原理:
其原理是利用高能效蒸汽壓縮機壓縮蒸發產生的二次蒸汽,把電能轉換成熱能,提高二次蒸汽的熱焓,被提高熱能的二次蒸汽打入蒸發室進行加熱,以達到循環利用二次蒸汽已有的熱能,從而可以不需要外部生蒸汽,依靠蒸發器自循環來實現蒸發濃縮的目的。通過PLC片機組態等形式來控制系統溫度壓力馬達轉速,保持系統蒸發平衡。從論上看使用MVR蒸發器比傳統蒸發器節省80%以上的能源,節省90%以上的冷卻水,減少50%以上的占地面積。
主要原理:機械蒸汽再壓縮利用蒸發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,然后送到蒸發器的加熱室當作加熱蒸汽使用,使料液維持沸騰狀態,而加熱蒸汽本身則將冷凝成水。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的30效,減少了對外部加熱及冷卻的需求,降低能耗,減少污染。
主要類型:
MVR強制循環蒸發器、MVR升膜蒸發器、MVR降膜蒸發器、MVR分體式蒸發器等
主要特點:
1、MVR節能蒸發器技術是目前國際為的蒸發器技術,僅需要極少量生蒸汽(開機啟動時需要少量生蒸汽,正常運行中幾乎不再需要生蒸汽了),極大地降低企業運行成本,減少環境污染。
2、由于采用壓縮機提供熱源,和傳統蒸發器相比溫差小很多,能夠達到溫和蒸發,極大地提高產品質量,降低結垢。
3、無需冷凝器或只需要很小面積的冷凝器,結構與流程非常簡,全自動操作,可連續運行,安全可靠。
4、設備內配CIP清洗管路,可實現就地清洗,整套設備操作方便,無死角。
5、該蒸發器是物料在低溫(蒸發溫度50℃-100℃)進行蒸發,料液均勻,不跑料,不易結焦,物料加熱變性小。
6、由于循環利用二次蒸汽的潛熱,完全避免使用新鮮蒸汽,從而大大減少了能源的消耗;
7、對于熱敏性物料可以配合使用真空泵,可以做到在接近絕壓的真空下進行,從而實現低溫蒸發,低可以達到50℃蒸發;
8、簡的過程控制和自動化—由于液體滯留量小,降膜蒸發器可以根據真空度,進料量,濃度和溫度等的變化而快速動作。這是得到質量穩定的產品的基本條件。
上世紀70年代隨著對能源需求的日漸增加以及能源價格的飛速上漲,MVR 技術逐漸引起各國研究者的關注和研究,并成功的應用于蒸發的操作中。
1957 年德國 GEA公司針對蒸發分離操作過程耗能高的問題,開發出了商業化的 MVR 蒸發系統。應用實踐表明,GEA 公司開發的 MVR 技術用于油罐車清洗工業廢水濃縮時的耗為 16.4KWh/t;用于濃縮各類型的乳制品和乳清制品時能耗為 9.8KW·h/t;處理小麥淀粉廢水時的能耗為 13.5KWh/t。1999 年美國通用電氣公司開始對 MVR 在重油開采廢水回收蒸發上的應用進行研發,該系統每蒸發1噸水大約消耗15~16.3KWh,其能耗要比由加熱蒸汽驅動的單級蒸發系統低到25~ 50 倍。
2004年美國 AGV Technologies 公司在考慮了其他 MVR 技術基礎之上結合自身技術優勢,開發了一種新的定名為刮膜旋轉盤的MVR水處理系統。該系統各效的傳熱面一改傳統樣式而采用旋轉盤形式,提高了傳熱效率且減小了污垢的生成,降低了系統的規模,系統的傳熱系數可達25k W·M-2·℃-1。
除了上述主要的機構之外,在歐洲奧地利的 GIG Karasek、瑞士的 EVATHERM、德國的MAN Diesel﹠Turbo 等對 MVR水處理技術也進行了應用研究和推廣。中東一些國家則在致力于 MVR 技術在海水淡化領域的應用研究。可見,MVR技術已受到國外水處理領域的廣泛關注,并不斷得到認可和應用,尤其在海水淡化領域。據統計,在世界范圍內MVR 技術在熱分離系統中占有約 33%的份額。
MVR技術從2007年起開始從北美和歐洲進入中國市場,主要應用在食品深加工、奶制品行業、工業廢水處理和飲料等行業。同時,國內不斷有高校和科研院所對該技術進行著開拓性研究,南京航空航天大學、西安交通大學、中科院理化技術研究所、北京工業大學、北京航空航天大學等都對MVR進行了理論和實踐研究。2008年以來,隨著環保節能的呼聲越來越高,MVR開始了平臺的上升期,大量報導運用于商業實踐。