
不銹鋼蒸發器是制冷件中很重要的一個部件,低溫的冷凝液體通過蒸發器,與外界的空氣進行熱交換,氣化吸熱,達到制冷的效果。
主要由加熱室和蒸發室組成兩部分組成。加熱室提供液體蒸發所需的熱量,使液體沸騰并蒸發;蒸發室完全分離氣液二相。在加熱室中產生的蒸汽充滿大量的液體泡沫,并且通過其自身的聚集或除霧器等將液體與蒸汽分離。通常,除霧器位于蒸發室的**部。
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**為的蒸發器技術,僅需要較少量生蒸汽(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),較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,較大地提高產品質量,降低結垢。
3、*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。
刮膜蒸發器
刮膜蒸發器是通過旋轉刮膜器強制成膜,并高速流動,熱傳遞效率高,停留時間短(約10~50秒),可在真空條件下進行降膜蒸發的一種新型蒸發器。
物料從加熱區的上方徑向進入蒸發器;經布料器分布到蒸發器加熱壁面,然后,旋轉的刮膜器將物料連續均勻地加熱面上刮成厚薄均勻的液膜,并以螺旋狀向下推進。在此過程中,旋轉的刮膜器**連續和均勻的液膜產生高速湍流,并阻止液膜在加熱面結焦、結垢,從而提高傳總系數。輕組份被蒸發形成蒸汽流上升,經汽液分離器到達和蒸發器直接相連的外置冷凝器;重組份從蒸發器底部的錐體排出。
一個特的布料器不僅僅具有將物料均勻地潑向蒸發器內壁,防止物料濺到蒸發器內部噴入蒸汽流,還具有防止剛進入的物料在此處閃蒸,有利于泡沫的消除,物料只能沿著加熱面蒸發。
在刮膜蒸發器的上部配有一個依據物料特性設計的離心式分離器,將上升蒸汽流中的液滴分離出來并返回布料器。
刮膜式薄膜蒸發器的幾大特點
1、真空壓降小:
物料汽化氣體從加熱面送到外置的冷凝器,存在一定的壓差。在一般的蒸發器中,這種壓力降(Δp)通常是比較高的,有時甚得難于接受。而刮板式薄膜蒸發器有較大的氣體穿越空間,蒸發器內壓力能看成與冷凝器中的壓力幾乎相等,因此,壓力降很小,真空度可達5mmHg。
2、操作溫度低:
由于上述特性,這使得蒸發過程可以保持在較高真空度條件下進行。由于真空度的提高,與之相應的物料沸點迅速降低,因此,操作可以在較低溫度下進行,降低了產品的熱分解。
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。