MVR蒸发器的设计与选型秘笈

日期: 2020-08-11 作者: 环诺

摘要：与传统的利用工业蒸汽加热的多效蒸发设备不同，MVR蒸发器利用电能与机械能将二次蒸汽重新利用，转化为物料加热的原动力，有效减少了一次蒸汽使用量，同时，也显著降低了企业的运行成本。

一、MVR蒸发技术简介

MVR是蒸汽机械再压缩（Mechanical Vapor Recompression）的简称，是一种主要应用于制药行业的新型高效节能蒸发设备，该设备采用低温与低压汽蒸技术和清洁能源为能源产生蒸汽，将媒介中的水分离出来，是国际先进的蒸发技术，是替代传统蒸发器的升级换代产品。MVR蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，MVR为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发，即产品在第一次经过效体后不能达到所需浓度时，产品在离开效体后通过效体下部的真空泵将产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体以达到所需浓度。

二、MVR蒸发器工作原理

MVR蒸发系统的主要运行原理（如图）：蒸发产生的低温位二次蒸汽经压缩机压缩，把电能转换成热能，蒸汽的温度、压力与热焓提高，蒸汽重新进入蒸发器的加热室，作为热源将料液维持在沸腾状态，蒸汽本身则冷凝成水。该原理使原本要废弃的蒸汽得到了充分的利用，回收的汽化潜热提高了热效率，因此，除设备启动外，整个蒸发过程中无需新的工业蒸汽。

三、MVR蒸发技术特点

作为一种新型节能技术，MVR蒸发器具有如下技术特点：（1）低能耗、低运行费用。理论上，使用MVR蒸发器比传统蒸发设备可节省80%以上的能源；实际上，蒸发1000kg水分所需的能量仅为是传统蒸发器的1/6到1/5（注：当物料不同时，能耗有所改变），其运行成本也显著降低，一般只有传统蒸发器的35~50%。（2）设备紧凑，占地面积小。与多效蒸发相比，可以减少50%以上的占地面积。（3）配套公用工程少。MVR的加热室就是蒸汽冷凝器，它无需单独设置蒸汽冷凝器以及庞大的循环冷却水系统，可以节省90%以上的冷却水。（4）主要使用电能。除设备启动阶段需要少量工业蒸汽加热外，正常运行过程中只需要清洁型的电能，而无需工业蒸汽。（5）运行平稳、自动化程度高。MVR系统通过DCS/PLC、工业计算机与组态软件的形式来控制系统温度、压力与转速等，保持系统蒸发平衡。（6）采用单级真空蒸发，蒸发温度低（45~85℃ ），特别适用于热敏性物料蒸发的浓缩。

四、MVR蒸发器设计选型

▲MVR前后处理工艺P&ID 低沸点物脱除过程

▲MVR前后处理工艺P&ID 生化过程

▲MVR前后处理工艺P&ID 湿式氧化Model

▲MVR前后处理工艺P&ID 酸回收处理过程

▲MVR前后处理工艺P&ID 脱氨过程

▲MVR前后处理工艺P&ID萃取过程

根据以上设计图纸，我们对MVR的选型提供以下参考建议：（1）溶液的粘度以及蒸发过程中溶液粘度的变化范围，是影响MVR设计首要考虑的因素。（2）长时间受热易分解、易聚合以及易结垢的溶液蒸发时，应采用滞料量少、停留时间短的蒸发器。（3）对蒸发时有晶体析出的溶液应采用强制循环蒸发器。（4）易发泡的溶液在蒸发时会生成大量层层重叠不易破碎的泡沫，充满了整个分离室后即随二次蒸汽排出，不但损失物料，而且污染冷凝器。蒸发这种溶液宜采用强制循环蒸发器或降膜式蒸发器。（5）蒸发腐蚀性溶液时，加热管应采用特殊材质制成，或内壁衬以耐腐蚀材料。若溶液不怕污染，也可采用直接接触式蒸发器。（6）无论蒸发何种溶液，蒸发器长久使用后，传热面上总会有污垢生成。垢层的导热系数小，因此对易结垢的溶液，应考虑选择便于清洗或溶液循环速度大的蒸发。（7）溶液的处理量也是选型应考虑的因素。根据处理量选择合理的蒸发器与效数。

五、压缩机的选型建议