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一、MVR蒸發(fā)裝置簡(jiǎn)介

MVR蒸發(fā)裝置是蒸汽壓縮機(jī)和蒸發(fā)系統(tǒng)的科學(xué)結(jié)合，壓縮機(jī)蒸發(fā)的溫升范圍在20℃以內(nèi)時(shí)，進(jìn)行蒸發(fā)的一種方法。當(dāng)蒸發(fā)系統(tǒng)的溫升超過(guò)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(jī)系統(tǒng)。


MVR蒸發(fā)裝置主要的優(yōu)點(diǎn)有：△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)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(guò)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)裝置能量利用率高，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定，占地面積小，被越來(lái)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(duì)可能影響MVR蒸發(fā)系統(tǒng)的各因素進(jìn)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(diǎn)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(cè)的傳熱系數(shù)，而傳熱系數(shù)的不同會(huì)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(guò)程和分離器的長(zhǎng)徑比的選擇，在成膜蒸發(fā)過(guò)程中還會(huì)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(jí)高速離心壓縮機(jī)和容積式羅茨壓縮機(jī)都可以提供20℃以內(nèi)的溫升，高溫升蒸汽壓縮機(jī)的生產(chǎn)工藝會(huì)更復(fù)雜，要求精度會(huì)更高。

 

物料的粘度除了影響傳熱系數(shù)還會(huì)對(duì)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(dòng)速度過(guò)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(guò)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(huì)使物料發(fā)生質(zhì)變，則需減少蒸發(fā)器的效數(shù)或級(jí)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(duì)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。

 

三、安裝位置海拔的影響

 
海拔是反應(yīng)一個(gè)地區(qū)地勢(shì)高低的物理量。海拔高，當(dāng)?shù)氐臍鈮盒?，表壓降低，?duì)應(yīng)的溶液沸點(diǎn)降低。海拔高度對(duì)MVR蒸發(fā)的影響直接體現(xiàn)于系統(tǒng)的真空度以及對(duì)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(huì)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(duì)熱源蒸汽而言，表壓0.1Mpa的蒸汽，0海拔對(duì)應(yīng)溫度為99.6℃，1500m海拔對(duì)應(yīng)的溫度為95.1℃?？梢?jiàn)海拔會(huì)對(duì)蒸汽熱工參數(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(duì)于水泵電機(jī)的選擇也有影響，海拔超過(guò)1000,m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。

 

四、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(duì)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(jí)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(wèn)題，出料濃度還會(huì)影響蒸發(fā)器形式的選擇和蒸發(fā)流程的設(shè)計(jì)。進(jìn)、出料溫度。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(guò)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(fù)雜、有機(jī)成分高、富集濃度過(guò)高，物料成分中含有易結(jié)垢成分（鈣鎂硅），掛壁結(jié)垢影響換熱效率；設(shè)計(jì)MVR蒸發(fā)器時(shí)，要對(duì)MVR蒸發(fā)器進(jìn)行詳細(xì)了解，要對(duì)物料的沸點(diǎn)升有數(shù)據(jù)支撐，在選擇壓縮機(jī)溫升時(shí)有沸點(diǎn)依據(jù)；對(duì)MVR蒸發(fā)器所需參數(shù)進(jìn)行具體的計(jì)算。例如：有效溫差、蒸發(fā)強(qiáng)度、沸點(diǎn)升高等關(guān)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(shè)計(jì)選型；結(jié)垢現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致MVR蒸發(fā)量低。MVR蒸發(fā)器結(jié)垢堵塞會(huì)大大影響換熱效率；COD含量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)量不足。隨著多效蒸發(fā)器系統(tǒng)的不斷運(yùn)行，COD含量過(guò)高會(huì)影響蒸發(fā)器脫鹽效果。導(dǎo)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(jī)工作能力不夠，是換熱效率不足。