30年行业老工程师为您介绍MVR蒸发工艺及在蒸发结晶中的应用 今天小七从降膜蒸发工艺、典型的蒸发结晶分离工艺、MVR技术及应用领域三个方面，详细带您进入蒸发结晶的世界，不多说，上干货。
降膜蒸发工艺简介
蒸发（或蒸馏法）虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍是浓缩或制淡水的主要方法。
蒸馏过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带咸味的。
根据所用能源、设备、流程不同主要可分多效蒸发、多级闪急蒸发、蒸汽压缩蒸发（MVR）等。 1.多效蒸发技术
蜂盘（1）原理：
多效蒸发是由单效蒸发组成的系统。将前一蒸发器产生的二次蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽，并在下一效蒸发器中冷凝成蒸馏水，如此依次进行。金属规整填料
原料水进入系统方式：有逆流、平流（分别进入各效）、并流（从第1效进入）和逆流预热并流进料等。
（2）优点（多级闪蒸比较）
∙多效蒸发的换热过程是沸腾和冷凝传热，是相变传热，因此传热系数是很高。总的来说多效蒸发所用的传热面积比多级闪蒸少。
∙多效蒸发通常是一次通过式的蒸发，不像多级闪蒸那样大量的液体在设备内循环，因此动力消耗较少；
∙多效蒸发的浓缩比高；
∙多效蒸发的弹性大。
（3）多效蒸发的工艺流程分类
多效蒸发的工艺流程主要有三种，顺流、逆流和平流。
a.顺流：
是指料液和加热蒸汽都是按第一效到第二效的次序前进。
特点：
∙多效的真空度依次增大，即绝对压力依次降低；
∙故料液在各效之间的输送不必用泵，而是靠压差自然流动到后面各效；模拟社区
∙温度也是依次降低，故料液从前一效通往后一效时就有过热现象，也就是发生闪蒸，产生一些蒸汽，即淡水；
∙对浓度大，黏度也大的物料而言，后几效的传热系数就比较低；而且由于浓度大，沸点就高，各效不容易维持较大的温度差，不利于传热。
b.平流
平流是指各效都单独平行加料，不过加热蒸汽除第一效外，其余各效皆用的是二次蒸汽。
适用于：容易结晶的物料，如制盐，一经加热蒸发，很快达到过饱和状态，结晶析出。
在水处理过程中主要是要获取淡水，不需用逆流和平流，而且逆流和平流没有顺流的热效率高。
c.逆流：
逆流是指进料流动的路线和加热蒸汽的流向相反。原料从真空度最高的末一效进入系统，逐步向前面各效流动，浓度越来越高，所以料液往前面一效送入时，不仅没有闪蒸，而且要经过一段预热过程，才能达到沸腾。
可见和顺流的优缺点恰好相反。对于浓度高时黏度大的物料用逆流比较合适，因为最后的一次蒸发是在温度最高的第一效。所以虽然浓度大，黏度还是可以降低一些，可以维持比较高的传热系数。这在化工生产上采用较多。
2.多效蒸发工艺及设备简介
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根据单效蒸发器的分析，蒸发量 D/加热蒸汽量D0=0.91，或者D0/D=1.1，即1kg蒸汽可以蒸出0.91kg的淡水。
如果将蒸出的二次蒸汽通往第二个蒸发器的加热室去作为加热用，那么同样1kg的二次蒸汽又可以蒸出0.91kg的淡水。
以此类推，效数越多，利用1kg加热蒸汽可以蒸发出的淡水也越多，这从热量的利用上来讲是有利的。实际上，由于溶液有沸点升高现象，管线有流动阻力损失，使温差有损失，再加上效数多了，即使保温很好，散热面积大了，热损失也增多，所以当效数增多时，热量利用的效率也随之有所降低。
考虑到效数增加则设备的投资增大，故实际采用效数应该有一最佳点。
3. 3种主要组成多效蒸发系统的蒸发器
（1）浸没管式（ST）
该种蒸发器是加热管被料液浸没的一大类蒸发设备。广义的浸没管蒸发器又有多种样式，有直管、蛇管、U形管以及竖管、横管等结构。
料液在蒸发器中的流动方式有：自然对流循环和强制循环两类。这种蒸发器出现较早、操作方便，但结垢严重、盐水静液柱高、温差损失大，故效数不宜太多，一般在6效以下。
（2）竖管蒸发（VTE）这里是指管内降膜式蒸发器。
两个基本优点，一是因管内为膜状汽化，传热壁两侧都有相变，故传热系数高。且消除了料液的静液柱所造成的温差损失。系统的浓缩率比较高，低浓度溶液如海水淡化，目前一般设计的效数为11～13效，造水比可达9～10。储热式电暖器
结垢问题，特别是当液体分配不均或者水量不足时，在管的内壁可能形成干区，结垢的危险性增大。因此在防垢和清垢方面有较高的要求。
一般说来，在这类蒸发系统中晶种法不宜采用，主要靠化学法防垢加上温度、浓度的合理设计。
（3）横管薄膜式（HTE）
该种蒸发器是循环料液通过喷淋装置在横管束的管外形成液膜，加热蒸汽（或前效二次蒸汽）在管内凝结。
它具有与竖管降膜式相同的优缺点，但设备高度远比竖管降膜式为小，装置紧凑，所有各效的管束、喷淋管和汽水分离器都装在一个筒体中，因而热损失小，能耗低。
由于温度低，结垢和腐蚀都大大减轻，保证了较高的传热系数；此外汽相阻力小，又消除了静液头损失，传热温差可以很小，尤其适于使用低位热能。
MVR技术在蒸发结晶中的应用
1.典型的蒸发浓缩(结晶)工艺
（1）单效蒸发（1kgH2O为例)
新鲜蒸汽大量热量→二次蒸汽→冷却水→大气，,冷却塔消耗大量循环水以及电能（泵）运行，造成三重浪费。
（2）能耗与效数关系(蒸发量为1 t H2O为例)
2.MVR的工作原理
（1）MVR的作用
MVR—机械蒸汽再压缩，是指将蒸发(蒸馏等)过程的二次蒸汽(温度低、压力低而无法利用)用压缩机进行压缩，提高其温度、压力，重新作为热源加热需要被蒸发的物料，从而达到循环利用蒸汽的目的，使蒸发过程不需要外加蒸汽；即用少量的电能获得较多的热能，从而减少系统对外界能源的需求的一项高效节能技术。
（2）MVR 热泵特性与分析
MVR 热泵流程图
根据 MVR 热泵系统的工作原理可知， 其效率取决于回收利用的潜热值与输入的机械功之间的比较。
下表以常压下基本循环的状态变化为例， 通过模拟计算表明其在能源利用效率方面的优势。
MVR 热泵计算分析
从上表看出，系统消耗 90. 5 kJ/kg 的压缩功，就可以回收利用2257.6 kJ/kg的潜热，热功
比达到了24.9。工质的热焓仅增加0.8%，但其温度提高了 13%， 相当于输入少量的高品位机械能， 却把大量的低品位热能转化成为可资利用的高品位热能，从而提高了能源利用效率。
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