三種蒸發(fā)技術(shù)的比較
多效----MEE, 熱力蒸汽再壓縮---TVR, 機(jī)械蒸汽再壓縮----MVR
蒸發(fā)、蒸餾、蒸發(fā)結(jié)晶、蒸發(fā)干燥裝置都是高能耗的。能耗在這些裝置的運(yùn)行成本中占很大的比例,因此單位能耗的降低和優(yōu)化對(duì)降低整個(gè)運(yùn)行成本至關(guān)重要。
目前有三種主要的技術(shù)實(shí)現(xiàn)比能耗的***小化,可單獨(dú)應(yīng)用,也可聯(lián)合應(yīng)用:
1· 多效技術(shù)
2· 熱力蒸汽再壓縮技術(shù)
3· 機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)
以上三種蒸發(fā)技術(shù)當(dāng)中,MVR是比能耗***低的。
多效蒸發(fā)技術(shù)
在多效蒸發(fā)裝置中,由新蒸汽加熱***效產(chǎn)生的蒸汽不進(jìn)入冷凝器,而是作為第二效的加熱介質(zhì)得以再次利用。這樣可以將新蒸汽消耗有效降低約50%。重復(fù)利用此原理,可進(jìn)一步降低新蒸汽消耗。***效的***高加熱溫度與***后一效的***低沸點(diǎn)溫度形成了總溫差,分布于各個(gè)效。結(jié)果,每效溫差隨效數(shù)增加而減小。所以為達(dá)到指定的蒸發(fā)速率必須增大加熱面積。初步估算表明,用于所有效的加熱面積隨效數(shù)成比例增加,這樣一來(lái)蒸汽節(jié)省量逐漸減少的同時(shí),投資費(fèi)用顯著增加。
熱力蒸汽再壓縮技術(shù)
熱力蒸汽再壓縮時(shí),根據(jù)熱泵原理,來(lái)自沸騰室的蒸汽被壓縮到加熱室的較高壓力;即能量被加到蒸汽上。由于與加熱室壓力相對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度更高,使得蒸汽能夠再用于加熱。為此采用蒸汽噴射壓縮器。它們是根據(jù)噴射泵原理來(lái)操作,沒(méi)有活動(dòng)件,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而有效,并能確保***高的工作可靠性。使用一臺(tái)熱力蒸汽壓縮器與增加一效蒸發(fā)器具有相同的節(jié)省蒸汽/節(jié)能效果。熱力蒸汽壓縮器的操作需要一定數(shù)量的新蒸汽,即所謂的動(dòng)力蒸汽。這些動(dòng)力蒸汽必須被傳送到下一效,或者被送至冷凝器作為殘余蒸汽。包含在殘余蒸汽中的剩余能量大約與動(dòng)力蒸汽所提供的能量相當(dāng)。
機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)
機(jī)械蒸汽再壓縮時(shí),通過(guò)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)將蒸發(fā)器蒸出的蒸汽壓縮至較高壓力。因此再壓縮機(jī)也作為熱泵來(lái)工作,給蒸汽增加能量。與用循環(huán)工藝流體(即封閉系統(tǒng),制冷循環(huán))的壓縮熱泵相反,因?yàn)檎羝賶嚎s機(jī)是作為開(kāi)放系統(tǒng)來(lái)工作,故可將其視為特殊的壓縮熱泵。在蒸汽壓縮和隨后的加熱蒸汽冷凝之后,冷凝液離開(kāi)循環(huán)。加熱蒸汽(熱的一側(cè))與二次蒸汽(冷的一側(cè))被蒸發(fā)器的換熱表面分隔開(kāi)來(lái)。開(kāi)放式壓縮熱泵與封閉式壓縮熱泵的對(duì)比表明:在開(kāi)放系統(tǒng)中的蒸發(fā)器表面基本上取代了封閉系統(tǒng)中工藝流體膨脹閥的功能。通過(guò)使用相對(duì)少的能量,即在壓縮熱泵情況下的壓縮機(jī)葉輪的機(jī)械能,能量被加入工藝加熱介質(zhì)中并進(jìn)入連續(xù)循環(huán)。在此情況下,不需要一次蒸汽作為加熱介質(zhì)。
MVR的優(yōu)勢(shì)
在多效熱力蒸汽再壓縮系統(tǒng)中,待釋放的冷凝熱仍然很高。在多效裝置中,如果有n效,冷凝熱約為一次能量輸入的1/n。而且,蒸汽噴射壓縮器只能壓縮一部分的二次蒸汽,動(dòng)力蒸汽的能量必須作為余熱釋放給冷卻水。然而,開(kāi)放式壓縮熱泵原理的使用可以顯著減少甚至消除通過(guò)冷凝器釋放的熱量。為達(dá)到***終的熱平衡,可能需要少量的剩余能量或殘余蒸汽的冷凝,因此允許恒定的壓力比和穩(wěn)定的操作條件。
采用機(jī)械蒸汽再壓縮的原因:
單位能量消耗低
因溫差低使產(chǎn)品的蒸發(fā)溫和
由于常用單效使產(chǎn)品停留時(shí)間短
工藝簡(jiǎn)單,實(shí)用性強(qiáng)
部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)特性優(yōu)異
操作成本低