蒸发浓缩系统之(三)多效、TVR和MVR热泵

发布网友发布时间：2024-10-21 12:26

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多效蒸发器（Multiple effect evaporation，MEE）是相较于单效蒸发器而言的更节能的蒸发类型，它利用多级蒸发以节约能耗。通常，效数越多，蒸汽经济性越好。不过，若不注重物性，随着沸点升高加大，后效的温差缩小，即使再多的效数也无济于事。市面上常见的有3效、4效，但也有高达17效的蒸发器应用在如海水淡化等领域。

多效蒸发器在设计时，可以采用列管、板式、降膜、升膜等不同形式，并有顺流、逆流、平流、错流等不同流向选择。其中，顺流设计适用于来料温度较高的情况，需要的生蒸汽量较少；逆流设计适用于来料温度较低的情况，后效可利用的温差更小，用于预热物料更经济。选择流向需考虑经济性和物料流动性要求，蒸发器设计需综合考虑。

在蒸发系统中，使用热泵的蒸发器被称为TVR（Thermal Vapour Recompression）。TVR技术利用中压或高压新鲜蒸汽在喷射器中形成负压，引入二次蒸汽，用于蒸发系统的加热蒸发。TVR蒸发器能利用二次蒸汽的量相对有限，但通过控制新鲜蒸汽的压力和参数，可以有效利用二次蒸汽。天臻生物化工设计的TVR蒸发器，1kg新鲜蒸汽可以利用达0.3kg的二次蒸汽，节约了一个蒸发效体的投资。

另一种使用热泵的蒸发器是MVR（Mechanical Vapor Recompression），其原理与TVR类似，通过将蒸发溢出的二次蒸汽用风机或压缩机再压缩，提高温度以保证蒸发器所需的温差。MVR蒸发器在节能和减少CO2排放方面表现出色，能耗通常在8~60kwh之间，具体取决于压缩机效率、沸点升高、物料浓度以及设计上的其他考虑因素。

MVR蒸发器的设计考虑了压缩机效率、沸点升高、物料浓度以及流程优化等因素。提高压缩机效率、利用余热预热、设置最佳的MVR+多效蒸发流程等措施可以降低蒸发器的实际蒸发单耗。然而，降低蒸发单耗并非越低越好，需平衡投资回报合理性。

在追求节能的同时，避免陷入追求数字蒸发能耗的误区，应综合考虑蒸发器的实际蒸发能力和产品特性。选择适合的蒸发器类型和设计策略，以实现高效、经济的蒸发过程。参考《佩里化学工程师手册第8版》的《蒸发器》章节，可获得更深入的专业知识。感谢天臻生物化工技术有限公司提供技术支持和图片。