[發明專利]二效并流法MVR蒸發系統

在審

• 申請號: 201611165291.5
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106730958A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 杜明生
• 申請（專利權）人: 杜明生
• 主分類號: B01D1/26
• 分類號: B01D1/26;B01D1/28;B01D1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機械蒸汽再壓縮系統(簡稱MVR)，主要應用于蒸發行業的節能技術。

背景技術

MVR技術及多效蒸發技術都屬于蒸發領域的節能技術,前者節能優勢更加明顯,但核心設備壓縮機成本比較昂貴。MVR系統通常只作為單效形式出現，其中壓縮機投資成本幾乎接近一半。傳統的多效蒸發工藝相比MVR技術在節能優勢上差距太大，同時也隨著效數的增加性價比越來越低，通常以三效形式居多。多效蒸發技術優勢就是工藝成熟具備成本優勢。本發明將MVR技術和傳統多效蒸發工藝技術合理結合,優化集成為二效并流法MVR蒸發系統,不僅能節約設備投資而且更有利于整個蒸發系統的效率提高,有更進一步的節能減排意義。

發明內容

本發明結合MVR技術和傳統并流法的多效蒸發工藝的各自優勢,優化集成二效并流法MVR蒸發系統,以節約壓縮機設備投資并能有利于整個蒸發系統效率的提高,具有更進一步的節能意義。二效并流法MVR蒸發系統的主要措施就是把第二效蒸發分離出來的全部的二次蒸汽通過羅茨壓縮機壓縮提高熱焓后作為且唯一作為第一效加熱設備熱源使用，同時第一效蒸發分離出來的二次蒸汽作為第二效加熱設備的熱源，如需彌補系統熱量平衡，在第二效加熱設備開設生蒸汽輸入口利用少量生蒸汽輔助啟動和運行蒸發系統。

本系統采用并流法二效流程，主要由一效加熱設備、一效分離設備、二效加熱設備、二效分離設備及羅茨壓縮機組成。為實現一效二效蒸發量大致接近分別采用一效和二效相同規格的加熱設備與分離設備。經一效加熱的料液通過一效分離設備分離出二次蒸汽直接用于二效加熱，換熱后因失去潛熱而冷凝為液體排出。分離出來的一效濃縮液經二效再次加熱分離出二效蒸汽后濃度進一步提高，料液最后以濃縮液形式排出進入其他工藝流程,需要時部分濃縮液強制循環返回到第一效設備繼續蒸發。從第二效設備分離出來的全部的二次蒸汽經過羅茨壓縮機壓縮全部進入第一效加熱設備熱交換后冷凝成液體排出,經壓縮的二次蒸汽是第一效加熱設備的唯一熱源。進入二效并流法MVR蒸發系統的料液溫度可能較低，僅依賴壓縮機做功難以維持系統熱量平衡，在第二效加熱設備開設生蒸汽輸入口利用少量生蒸汽輔助啟動和運行蒸發系統，這是為了第二效設備先蒸發讓壓縮機能提前獲得二次蒸汽壓縮而縮短系統啟動時間，也彌補了第二效蒸發量不足而使一效二效蒸發量大致相同。第二效蒸發設備分離出的二次蒸汽與第一效蒸發溫度存在較大溫差，二次蒸汽需經充分的壓縮實現較大飽和溫升才能在第一效加熱設備完成潛熱交換，而在各種結構的MVR壓縮機中羅茨壓縮機具備較高的壓縮比可以滿足這個高溫升要求，同時羅茨壓縮機的風量比較大能滿足較大蒸發系統的要求。羅茨壓縮機的風量在一定范圍內和壓縮機轉速成線性關系，且轉速較低，系統運行穩定性很好，系統控制的難度較低，這對二效MVR蒸發系統非常重要，因為效數越多系統復雜性就更大。二效并流法MVR蒸發系統僅采用單級壓縮方式，因為從提高系統效率角度看增加效數和多級壓縮是相互抵消的過程，多級壓縮所損失的效率要多于效數增加而提升的效率。不使用生蒸汽的并流法三效及以上效數純粹的MVR蒸發系統難以實現，因為從第一效開始逐效向后各效的蒸發量越來越少且溫度越來越低，末效分離出來的二次蒸汽與第一效蒸發溫度相差太大，按目前國內外MVR壓縮機的技術水平無法實現那么高的溫升，一旦以生蒸汽為主要動力就大大降低MVR節能減排的意義，故這里主張二效并流法MVR蒸發系統而不是更多效數。對于蒸發量相同的系統，二效并流法MVR蒸發系統的二次蒸汽壓縮量只是單效MVR的一半左右，這樣在壓縮機選型時規格就能降低大約一半，很明顯節約了設備投資成本。

本系統為有利于提高整體效率，一效加熱、一效分離、二效加熱、二效分離及羅茨壓縮機各主要設備采用首尾相連的環形布置方式，結構緊湊且配管合理。

附圖說明

本發明屬于蒸發領域的設備系統，涉及物料流向及各設備之間關系。圖中箭頭表達了各設備與物料之間來去關系，細實線代表料液，虛線代表相應的蒸汽。圖1主要表達二效并流法MVR蒸發系統的運行原理，圖2說明了構成二效并流法MVR蒸發系統的各主要設備的布置關系。對于可能出現的強制循環以及生蒸汽的輸入圖中沒有表達出來。

具體實施方式

原液先經過第一效設備加熱蒸發分離出一效蒸汽變成一效濃縮液，再進入第二效設備進一步蒸發濃縮后排出進入后續工藝流程，需要時部分濃縮液強制循環返回到第一效設備繼續蒸發。一效蒸汽(即第一效分離出來的二次蒸汽)直接用作第二效加熱設備的熱源，二效蒸汽(即第二效分離出來的二次蒸汽)經壓縮機壓縮后進入第一效加熱設備作為唯一熱源使用。蒸汽經熱交換失去潛熱冷凝成液體排出。需要彌補系統熱量平衡時，在第二效加熱設備開設生蒸汽輸入口利用少量生蒸汽輔助啟動和運行蒸發系統。