[发明专利]MVR蒸发系统

说明书

技术领域

本发明涉及蒸发系统，尤其是一种MVR蒸发系统。

背景技术

在工业生产中存在大量的蒸发操作，尤其是在化工、制药、造纸、污水处理、海水淡化等领域。在目前的大规模工业生产中，蒸发操作通常采用管式降膜蒸发器构成多效蒸发系统，以高温蒸汽为热源，进行间接热源加热的沸腾蒸发。管式降膜蒸发器，根据其结构分为立管式降膜蒸发器和横管式降膜蒸发器。多效蒸发系统，是将多个蒸发器串联使用，每一个蒸发器即称为一效，将生蒸汽通入第一效蒸发器，使溶液受热沸腾产生二次蒸汽；将第一效蒸发器的二次蒸汽作为加热蒸汽，引入第二效蒸发器；同理，第二效蒸发器产生的二次蒸汽又可作为第三效蒸发器的加热蒸汽，以此类推。多效蒸发系统，重复利用了热能，能显着地降低生蒸汽的消耗，极大地降低成本。

但多效蒸发系统，工作期间需要向第一效蒸发器持续供应生蒸汽，生蒸汽消耗依然较大。因此，为了进一步降低生蒸汽的消耗，二十世纪九十年代末开发出了MVR蒸发系统，MVR即机械式蒸汽再压缩技术的英文缩写，英文全称为Mechanical Vapor Recompression。与传统的蒸发系统相比，MVR蒸发系统利用蒸汽压缩机对二次蒸汽进行压缩，使低温位的二次蒸汽温度提高、压力提高、热焓增加，然后作为加热蒸汽送入蒸发器代替生蒸汽，实现蒸汽的循环利用。因此，MVR蒸发系统除启动外无需生蒸汽，对生蒸汽消耗极少，对供汽、供水能力要求极低，公用工程配套少，相应的占地面积小、工程总投资少、能耗低、运行费用低，且在蒸汽压缩机、负压系统作用下，蒸发室内负压低温蒸发，蒸发效率高，特别适合热敏性物料。MVR技术除了构成单体MVR蒸发系统外，也可以构成多效MVR蒸发系统，如专利申请号为201210112034.0、发明名称为高含盐有机废水的处理方法及其处理装置的发明专利的蒸发系统。

但MVR蒸发系统，以经蒸汽压缩机做功的二次蒸汽作为加热蒸汽代替生蒸汽，蒸汽压缩机入口压力的波动会引起其出口压力的波动，其出口压力的波动又会进一步加剧其入口压力的波动，进而导致系统运行的不稳定，因此MVR蒸发系统要求二次蒸汽供应的持续和稳定，以保证蒸汽压缩机入口压力的稳定，进而保证系统工作的稳定。受上述问题限制，目前的MVR蒸发系统无法采用横管式降膜蒸发器而只能采用立管式降膜蒸发器。

具体的讲，立管式降膜蒸发器，通常为圆柱形筒体并沿纵向布置，筒体内通过上下两管板分割为顶部的布膜室、底部的分离室及位于布膜室和分离室之间的加热室，加热室内沿纵向布置若干加热管构成加热管束，加热管上下分别固定安装在上下两管板上，布膜室经加热管同分离室连通，加热室对应筒壁上设置蒸汽入口管和冷凝水出口，布膜室内安装分配器和布膜器，分离室对应筒壁上设置蒸汽出口管和浓缩液出口。在MVR蒸发系统中，蒸汽压缩机出口经加热蒸汽管同立管式降膜蒸发器的蒸汽入口管连通、入口经二次蒸汽管同立管式降膜蒸发器的蒸汽出口管连通，负压系统经负压管路同分离室连通。工作时，进入布膜室的料液在分配器和布膜器的作用下，均匀分配进入各加热管并在加热管内重力自然成膜；加热蒸汽由蒸汽入口进入加热室并通过加热管的管壁对料液液膜进行加热，冷凝水由冷凝水出口排出；液膜吸收大量热量后温度迅速提高，实现沸腾蒸发；蒸发产生的蒸汽，在上下负压压差作用下汇集成一股高速蒸汽流，蒸汽流拉动液膜以极高的速度进入分离室；在分离室内，受热后的料液扩容闪蒸，残留的液体即为料液的浓缩液，二次蒸汽冷凝后即为纯净的溶剂。由于液膜有极高的流动速度，蒸发效率极高，在气流的导向作用下，二次蒸汽能够快速进入分离室并经过分离室的缓冲，因此能够保证二次蒸汽持续、稳定的供应；其次，加热室内，加热蒸汽位于加热管外，有利于加热蒸汽的扩散，降低加热蒸汽供应波动对蒸发过程也即二次蒸发生产造成的影响，因此立管式降膜蒸发器能够适用于MVR蒸发系统。