CN206304378U - 一种蒸汽再压缩利用的节能mvr蒸发器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及蒸发器设备领域,尤其是一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器,蒸汽压缩机M01的上端分别连接第一换热器E01,第二换热器E02和第三换热器E03,第一换热器E01,第二换热器E02和第三换热器E03的下端分别连接于缓存罐V04,缓存罐V04经由进料泵依次连接于第一板式换热器B1和第二板式换热器B2;第二板式换热器B2连接于进料流量计;第一换热器E01的底端经由第一进料泵P001连接于第二换热器E02的顶端,蒸汽压缩机M01的下端分别连接第一闪蒸罐V01,第二闪蒸罐V02和第三闪蒸罐V03。此项技术改造可广泛应用于现有的升降多效膜蒸发器,强制循环多效蒸发器的节能改造。

Description

一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器
技术领域
本实用新型涉及蒸发器设备领域,尤其是一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器。
背景技术
回顾蒸发器的历史,中国先后经历了四个阶段:
A、常压蒸发,也就是类似直接蒸汽烧水的原理,通过夹套或是换热器直接给反应釜内的物料升温,达到溶液沸点,水份(或其它液体)蒸发出来,从而使物料达到浓缩效果;
B、单效真空蒸发,在原来常压蒸发的基础上加上一套真空形成装置,利用溶液的沸点随着负压增大而减小的特性,达到提升单效蒸发速度;
C、多效真空蒸发器,在B的基础上,串联多级蒸发器,用前一级的蒸发所形成的二次蒸汽,来供给下一级蒸发品做为热源使用的技术,目前这种蒸发器是化工生产行业的主流;
D、MVR蒸发器,这是近几年来刚刚从国外引进的一种蒸汽余热再压缩利用技术,通过我国技术人员的消化、吸收、改进,已经有独立的成熟的成套技术,但市场份额还是比较少;
以上蒸发器,A常压蒸发器已经淘汰,其能耗高,且热敏性物料不可用;B类单效真空蒸发器也是比较少用的,大多于蒸发量不大且腐蚀性较强的场合,其效率也是比较低,真空抽出的二次蒸汽也是用循环水给降温,水、电、汽都是比较高的;C多效真空蒸发器现在比较普及,占蒸发器市场90%以上。优点:效率高,能耗低,自动化程度高,适用范围广等特点;缺点:真空***同样存在着循环水冷却二次蒸汽的现象,多次蒸汽余汽还是没有充分利用,同时循环水***及真空***需要配置大功率的电机;D、MVR蒸汽再压缩蒸发器,可以解决蒸发器能耗过高问题,目前在废水及有机酸行业用的比较多,因前几年中国制造蒸汽压缩机比较困难,一直以来都是依靠进口,加上国内蒸发器使用厂家都在使用多效蒸发,重复投资压力很大,所以一直没有得到推广;近两年,随着陕鼓动力,溧阳德维透平机械有限公司陆续开发和生产出蒸汽压缩机,加上能源价格上涨及环保护的加强,新上项目中MVR占到了很大份额,但资金压力使得大多数工厂老的多效蒸发器一直得不到替换。
基于以上的原因,经过多次尝试,反复试验,数据对比,用国产压缩机替代进口压缩机,通过进料方式改变完成了物料平衡,通过传感器的应用完成了蒸汽二次均衡分配,终于实现了普通多效蒸发器改为MVR的技术性的突破,不仅能耗极大的节省,而且噪声小,用水小,不久的将来,肯定会在国内大面积推广应用。
实用新型内容
为了解决上述现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器,蒸汽压缩机M01的上端出口蒸汽分别连接第一换热器E01蒸汽进口,第二换热器E02蒸汽进口和第三换热器E03蒸汽进口,第一换热器E01,第二换热器E02和第三换热器E03的冷凝水出口分别连接于闪蒸罐罐V04,闪蒸罐V04热水闪蒸后,汽相进入压缩机M01,高温热水经由热水泵供给第一板式换热器B1与所进冷物料首次换热;换热后的物料再与成品出料泵P003输出热物料经B2板式换热器进行第二次热交换,第二板式换热器B2连接于进料流量计;第一换热器E01的底端出料口经由第一进料泵P001连接于第二换热器E02的顶端进料口,第二换热器E02底端出料口经由第二进料泵P002连接于第三换热器E03的顶端进料口;第三换热器E03的底端出料口经由第三进料泵P003连接于第二板式换热器B2;蒸汽压缩机M01的进口端分别连接第一汽液分离器V01,第二汽液分离器V02和第三汽液分离器V03,所述第一汽液分离器V01与第一换热器E01相连接,第二汽液分离器V02与第二换热器E02相连接,第三汽液分离器V03和第三换热器E03相连接。
本实用新型还具有以下附加技术特征:
进一步优化的,所述蒸汽压缩机M01的出口端通过并联连接的第一蒸汽流量控制阀FV1来补充整套***的热损失,通过第二流量控制阀FV2并联连接于第三换热器E03的上端来控制出料温度的稳定性。
进一步优化的,所述第一蒸汽流量控制阀FV1受控蒸汽压缩机M01的进口端温度。
进一步优化的,所述第二流量控制阀FV2受控于分离器V03的温度。
进一步优化的,真空泵VP1抽蒸汽压缩机M01出口蒸汽经第四换热器E04给物料进行第三次预热。
进一步优化的,物料经进料流量计输送,由热水经板换 B1进行第一次预热,再经高温出料由板换B2进行第二次换热,再经真空***所抽蒸汽压缩机M01出口蒸汽在E04换热器中进行第三次预热。
本实用新型和现有技术相比,其优点在于:此项技术改造可广泛应用于现有的升降多效膜蒸发器,强制循环多效蒸发器的节能改造。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器,蒸汽压缩机M01的蒸汽出口端分别连接第一换热器E01蒸汽进口,第二换热器E02和第三换热器E03蒸汽进口,第一换热器E01,第二换热器E02和第三换热器E03的冷凝水出口端分别连接于缓存罐V04,缓存罐V04出口经由热水泵依次连接于第一板式换热器B1热进口;第二板式换热器B2用于出料和进料进行第二次热交换;第一换热器E01的出料端经由第一进料泵P001连接于第二换热器E02的进料口,第二换热器E02出料端经由第二进料泵P002连接于第三换热器E03的进料端;第三换热器E03的出料口经由第三进料泵P003连接于第二板式换热器B2;蒸汽压缩机M01的进汽口分别连接第一汽液分离器V01,第二闪汽液分离器V02和第三汽液分离器V03,所述第一汽液分离器V01与第一换热器E01相连接,第二汽液分离器V02与第二换热器E02相连接,第三汽液分离器V03和第三换热器E03相连接。
所述蒸汽压缩机M01的出口通过温控并联蒸汽补偿第一流量控制阀FV1,通过汽液分离器V02温度控制并联蒸汽补偿第二流量控制阀FV2。所述第一流量控制阀FV1受控所述蒸汽压缩机M01的进口端温度。所述第二流量控制阀FV2受控于汽液分离罐V03内的温度。所述真空泵VP1抽凝M01出口蒸汽经E04给物料预热,冷凝水进入闪蒸罐 V04进行闪蒸。所述第三换热器E03的出料端口经由第三进料泵P003连接于第二板式换热器B2。
一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器的目的:通过对普通多效蒸发器进行改造,用MVR废汽再压缩技术。降低了蒸汽的使用量,仅为多效的1/10;工厂更清洁环保,去除了汽水混合冷凝器机组带来的废水污染。
一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器的技术方案:
a.改普通多效蒸发器的冷凝器(循环水冷却降温)为进料物料预热器,提高热能的回收利用率;同时增加两台板换把二次蒸汽冷凝水的热量,及出料时的物料热量同常温所进物料进行热交换,达到节能效果;第三换热器E03为原冷凝器改为预热器,第一板式换热器B1和第二板式换热器B2为新增换器;附图以普通三效蒸发改装为例。
b.增加一台蒸汽压缩机,根据二次蒸汽量及蒸发量计算出压缩机功率;在原设备附近做好基础,主要是考虑方便配管;附图以普通三效蒸发改装为例。
c.二次压缩蒸汽再平衡分配:普通多效蒸发器形式串联,一效产生二次蒸汽给二效;二效产生二次蒸汽给三效;以此类推,最后用水降温,浪费了最后一效的热能;改装后,把多效分离器分离出来的二次蒸汽汇总引入新增加的蒸汽压缩机进口,经压缩后分别进入三个(指三效)或多个并联加热器进口,损失的部分通过外网蒸汽补充。附图以普通三效蒸发改装为例。
d.考虑到随着浓度的升高,溶液沸点升高,可以在出成品的那一效加装蒸汽补偿装置,来满足最终端蒸发量。
一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器的工艺说明:
启动真空泵VP1,当真空表显示0.085时,启动蒸汽压缩机M01;设定第一流量控制阀FV1的开度,启动进料泵,物料经第一板式换热器B1,第二板式换热器B2,第三换热器E03进入第一换热器E01,第一汽液分离罐V01,经第一汽液分离罐V01汽液分离,二次蒸汽进入蒸汽压缩机M01汇总管,物料通过第一进料泵P001进入第二换热器E02,第二汽液分离罐V02;物料经第二汽液分离罐V02汽液分离后,二次蒸汽同样进入蒸汽压缩机M01蒸汽压缩机的汇总管,物料则通过第三进料泵P003输送泵进入第三换热器E03,第三汽液分离罐V03;同样经第三汽液分离罐V03汽液分离的二次蒸汽进蒸汽压缩机M01压缩机汇总管,热物料通过第三进料泵P003进入第二板式换热器B2给进料进行二次预热;
二次蒸汽经压缩机压缩后进入第一换热器E01,第二换热器E02,第三换热器E03后产生的冷凝水汇总进入第三闪蒸罐V03,汽体进入蒸汽压缩机M01汇总管,热水给原始进料进行第一次预热;同时,经过蒸汽压缩机M01压缩后的蒸汽,部分通过第四换热器E04供给原始进料第三次预热,达到热能的充分利用。
通过第二流量控制阀FV2,PT2,第一流量控制阀FV1,PT1之间的关联值设定,整套装置运行非常平稳。
实施例
以乳酸钠普通三效蒸发器为例进行的更改,原设备主体安装位置不变,泵基础位置不变,拆出所有的配管,重新布置管道。
①增加一台蒸汽压缩机M01;第一板式换热器B1/第二板式换热器B2;
②二次蒸汽走向:把第一汽液分离罐V01,第二汽液分离罐V02,第三汽液分离罐V03产生的二次蒸汽进行混合后引入压缩机;从压缩机出口总管分别引3路蒸汽进入第一换热器E01,第二换热器E02,第三换热器E03对其加热;
③热水走向:把第一换热器E01,第二换热器E02,第三换热器E03所产生冷凝水引入第三汽液分离罐V03,蒸汽进入蒸汽压缩机M01进口汇总管,热水经输送泵P004通过B1给初始物料预热。
物料走向:进料流量计B1/B2换热,E04换热器,E01,P001E02,P002,E03,P003,B2,—出料去成品罐。通过PT1反馈信号控制FV1对整套装置进行热能补充;通过PT2反馈信号控制第二流量控制阀FV2对成品端进行热能补足。
经过一年多的运行,各项指标均达到预期值。
有益效果:通过对原有的(蒸发量4T/小时)乳酸钠三效降膜蒸发器的改造,效果非常明显,且运行比较平稳;
项目 冷却水泵(功率) 装机功率 网购蒸汽 冷却水量
三效降膜蒸发器 45Kw 28.2KW 1.520T/小时 143T吨小时
改进型MVR 128.2KW 0.148T/小时
从上表格可以看出:
a.普通三效降膜蒸发器蒸发4T水需要1.52蒸汽,改装后MVR蒸发4T水需要0.148T;三效用蒸汽量每年300天*24小时=7200小;7200*1.52=10944.0T;改进型MVR用蒸汽量300天*24小时*0.148T/小时=1065.6T;
b.装机总量,普通三效:冷却泵+装机功率=45+28.2=73.2KW,改进后MVR:装机容量128.2KW。
c.成本分析:蒸汽按照150元/吨;电按照0.8元/度;刚改装成MVR后年节省蒸汽费用(10944-1065.6)*150=148.176万元;因增加了蒸汽压缩机,所以每年多用电费300*24*(128.2-73.2)*0.8=31.68万元;每年为公司节省费用为节省的蒸汽费用和多用的电费相减,则每年纯节省费用148.176-31.68=116.496万元;运行一年节省的费用足以购买一套3效降膜蒸发器了。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器,其特征在于,蒸汽压缩机(M01)的蒸汽出口分别连接第一换热器蒸汽进口(E01),第二换热器(E02)和第三换热器(E03)蒸汽进口,第一换热器(E01),第二换热器(E02)和第三换热器(E03)的冷凝水出口端分别连接于闪蒸罐(V04),闪蒸罐(V04)汽体进入压缩机M01进口,高温水由热水泵依次连接于第一板式换热(B1)对所进物料进行第一次预热;第一次预热物料在第二板式换热器(B2)中与整套***的出料进行第二次换热;
第一换热器(E01)的出料端经由第一进料泵(P001)连接于第二换热器(E02)的顶端,第二换热器(E02)出料端经由第二进料泵(P002)连接于第三换热器(E03)的进料端;第三换热器(E03)的成品出料端经由第三进料泵(P003)连接于第二板式换热器(B2)对进料进行第二次预热;
蒸汽压缩机(M01)的下端分别连接第一汽液分离器(V01),第二汽液分离器(V02)和第三汽液分离器(V03),所述第一汽液分离器(V01)与第一换热器(E01)相连接,第二汽液分离器(V02)与第二换热器(E02)相连接,第三汽液分离器(V03)和第三换热器(E03)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器,其特征在于,所述蒸汽压缩机(M01)的出口通过温控并联连接蒸汽补偿第一流量控制阀(FV1),通过出料温控并联第二流量控制阀门(FV2)。
3.根据权利要求2所述的一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器,其特征在于,所述第一流量控制阀(FV1)受控于蒸汽压缩机(M01)进口温度。
4.根据权利要求2所述的一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器,其特征在于,所述第二流量控制阀(FV2)受控于第三汽液分离器(V03)出料温度。
5.根据权利要求1所述的一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器,其特征在于,所述闪蒸罐(V04)汽液分离后汽相进压缩机(M01)进口再压缩,液相经由第一板式换热(B1)给物料预热。
6.根据权利要求1所述的一种蒸汽再压缩利用的节能MVR蒸发器,其特征在于,原始物料经第一板式换热(B1)由热水第一次预热,经第二板式换热器(B2)由成品出料第二预热,经第四换热器(E04)由再压缩蒸汽第三次预热。
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