蒸汽机械再压缩蒸发器的实验

化

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工进展

２００９年第２８卷增刊

ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＰＲＯＧＲＥＳＳ

蒸汽机械再压缩蒸发器的实验

梁林１，韩

２１００１６）

东２

（１南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京２１００１６；２南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京

摘要：蒸汽机械再压缩蒸发器简称ＭＶＲ，相较于传统的多效蒸发，是一种高效、节能的技术。本丈以维生素Ｃ

溶液为原料，实验研究了一套ＭＶＲ系统。其中，蒸发器采用降膜蒸发器。研究结果表明：ＭＶＲ可以实现低温蒸

发；由于ＭＶＲ回收利用了二次蒸汽，因此相对于传统的多效蒸发器，ＭＶＲ可以节约能量；以电功的输入代替蒸汽的输入，ＭＶＲ减少了操作成本。每蒸发出１ｔ水蒸气，相对于五效蒸发器，ＭＶＲ可以节省１２．９％的标准煤：相对于一效蒸发器则可以节省７８．６％的标准煤。另外，每蒸发出ｌｔ水蒸气，ＭＶＲ德操作费用相对于三效蒸发可以节省１６元，于四效相当。

关键词：节能；低温蒸发；ＭＶＲ；维生素Ｃ

蒸发操作广泛的存在于化工、轻工、食品、制药、海水淡化、污水处理等工业生产中。由于这种操作是一个耗能较大的过程，凶此，提高蒸发过程中的能量利用率对节约能源具有重要的意义。在工

各蒸发管内成膜蒸发。在此应当注意必须保证有足够的浓循环液，以便料液能够在整个蒸发管内形成均匀的夜膜。进入蒸发管的料液吸收管外的热量后沸腾蒸发，变成汽、水混合物。这种混合物在蒸发器的下封头成两路分出，一路是央有部分浓料液的水蒸气（二次蒸汽），一路是浓缩后的浓溶液。夹有部分浓料液的水蒸气进入分离器，经分离器分离出浓溶液后，由分离器上部排出；分离出的浓溶液由分离器底部排出与另一路的浓溶液混合。混合后的浓溶液经由循环象后，分成两股，一股作为产品导入产品罐；另一股作为循环液被导入蒸发器继续参与循环。

由分离器顶部排出的二次蒸汽，被吸入罗茨式压缩机，压缩以提高温度和压力。压缩后的二次蒸汽为过热的气体，为了能充分利用压缩后■次蒸汽的潜热，在将■次蒸汽排出前，采用有效的方法来消除过热。消除过热后的二次蒸汽进入蒸发器的壳程，冷凝放出潜热后以冷凝水的形式排入冷凝罐，进一步处理后排出。

系统中装有两台真卒泵，这样可以形成真空的系统环境，并可以将蒸发过程产生的不凝性气体排出。这是因为不凝性气体的存在对传热系数具有较大的不利影响，将不断产生的不凝性气体排出有利于热量的传递。

业生产中，人们已经采用了很多方法来提高蒸发过

程的能量利用。其中，多效蒸发和蒸汽机械再琏缩蒸发（ＭＶＲ）被认为是比较有效的两种工艺。而ＭＶＲ又以其节约能源、经济可靠、结构紧凑等越来越被人所关注。ＭＶＲ本身还具有其它很多优点，主要有操作简单、对料液的预处理要求小高、无需冷凝器、无需启动蒸汽、寿命长等【ｌＪ。

ＭＶＲ作为一种节能效果较好的蒸发方式，已在海水脱盐方面得到了广泛的研究【ｚ巧ｊ，～些ＭＶＲ系统已应用于实际的脱盐生产过程中【６’７ｊ。目前，很多研究者［２－７１对ＭＶＲ中采用水平降膜蒸发器的工艺过程进行了研究，研究表明，采用ＭＶＲ能够降低蒸发过程中的能耗。本文介绍了一套采用竖直降膜蒸发器的ＭＶＲ系统，研究了系统在不同操作条件下的蒸发性能，并就节能性和经济性与多效蒸发进行了比较。ｌ

工艺描述

本文所介绍的ＭＶＲ系统主要有降膜蒸发器、

分离器、雎缩机、真空泵、溶液桶、循环泵等构成，流程图如图１所示。实验中用一辅助加热器来代替系统的预热单元，以便得到不同温度下的进料溶液。

物料在进料桶内被加热到要求温度后，由进料桶底部经管路导入系统，在降膜蒸发器顶部与从蒸发器过来的浓循环液相混合后，经由布液器分配到

２实验结果与讨论

本文实验以维生素Ｃ溶液为原料，蒸发器的蒸发面积为３．５ｍ２，操作在真空下进行，真空度为０．０９ＭＰａ（表压）。实验丰要的变量有进料温度、进料量；

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