Grundlæggende princip for MVR-fordamper

MVR evaporator er en forkortelse for mekanisk dampkompression på engelsk. MVR er en teknologi, der genbruger den energi, der genereres af sin egen sekundære damp, for at reducere efterspørgslen efter ekstern energi.
Den sekundære damp, efter at være blevet komprimeret af kompressoren, stiger i tryk og temperatur, og entalpien stiger tilsvarende. Den sendes til fordamperens varmekammer som opvarmningsdamp, der bruges til at generere damp for at opretholde materialets fordampningstilstand. Selve varmedampen overfører varme til selve materialet og kondenserer det til vand. På denne måde udnyttes den damp, der oprindeligt skulle kasseres, fuldt ud, latent varme genvindes, og den termiske effektivitet forbedres.
Så tidligt som i 1960'erne havde Tyskland og Frankrig med succes anvendt denne teknologi til industrier som kemisk, farmaceutisk, papirfremstilling, spildevandsbehandling og afsaltning af havvand.
Arbejdsprocessen involverer at komprimere lavtemperaturdampen gennem en kompressor, øge temperaturen og trykket, øge entalpien og derefter gå ind i varmeveksleren til kondensering for fuldt ud at udnytte den latente varme fra dampen. Bortset fra opstart er der ikke behov for at generere damp under hele fordampningsprocessen.
I processen med multieffektfordampning kan den sekundære damp af en bestemt effekt i fordamperen ikke bruges direkte som den primære varmekilde, men kan kun bruges som en sekundær eller sekundær varmekilde. Som primær varmekilde skal der tilføres yderligere energi for at øge dens temperatur (tryk). Dampstrålepumpen kan kun komprimere en del af den sekundære damp, mens MVR-fordamperen kan komprimere al den sekundære damp i fordamperen.
Opløsningen cirkuleres i en faldfilmsfordamper gennem en materialecirkulationspumpe i varmerøret. Den indledende damp opvarmes af frisk damp uden for røret, som opvarmer og koger opløsningen for at producere sekundær damp. Den resulterende sekundære damp suges ind af en turboladet blæser, og efter tryksætning stiger temperaturen på den sekundære damp. Det tjener som en varmekilde og kommer ind i varmekammeret til cyklisk fordampning. Efter normal opstart suger turbokompressoren sekundærdampen ind, som sættes under tryk og omdannes til opvarmningsdamp, der kontinuerligt cirkulerer og fordamper. Det fordampede vand bliver til sidst til kondensat og udledes.
På grund af omkostningsmæssige årsager anvendes ettrins centrifugalkompressorer og højtryksventilatorer almindeligvis i mekaniske damprekompressionssystemer. Derfor er følgende forklaring for denne type design. En centrifugalkompressor er en volumenkontrolmaskine, som holder en volumenstrøm næsten konstant uanset sugetrykket. Ændringen i massestrømningshastigheden er proportional med det absolutte sugetryk.
Kompressionscyklussen for en enkelt-trins centrifugalkompressor er afbildet i et entalpientropidiagram. Kraft til en et-trins centrifugalkompressor:
For eksempel at komprimere mættet vanddamp fra fordamperen fra sugetilstanden p1=1,9 bar, t1=119 grad til p2=2,7 bar, t2=161 grad ( kompressionsforhold Π= 1.4). Kompressionscyklussen følger en polytropisk kurve 1-2, hvilket øger den specifikke entalpi for damp Δ HP. For den specifikke entalpi h2 af damp kommer den ind i fordamperens varmelegeme ved denne temperatur gennem ligningen for kompressorens interne effektivitet (isentropisk effektivitet). Baseret på mængden af ​​indåndet damp, kg/time. HP enhed variabelt (effektivt) kompressionsarbejde, kJ/kg. Hs enhed isentropisk kompressionsarbejde, kJ/kg.
En kompressors isentropiske virkningsgrad (interne virkningsgrad) afhænger blandt andet af det polytrope indeks for enhedens variable kompressionsarbejde hp κ Og den molære masse M af den inhalerede gas, samt inhalationstemperaturen og den nødvendige trykstigning. For den faktiske koblingseffekt af drivmotoren (elmotor, gasmotor, turbine osv.) tages der hensyn til en større mekanisk tabsmargin. En et-trins centrifugalkompressor med et løbehjul lavet af standardmaterialer kan opnå en vanddamptrykstigning med en kompressionsfaktor på 1,8. Hvis der anvendes materialer af højere kvalitet, såsom titanium, kan kompressionsfaktoren nå op til 2,5. På denne måde er sluttrykket p2 1,8 gange sugetrykket p1, eller maksimalt 2,5 gange, hvilket svarer til en stigning i den mættede damptemperatur på ca. 12-18K, med en maksimal temperaturstigning på op til 30K , afhængig af sugetrykket. Hvad angår fordampningsteknologi, er den sædvanlige praksis at repræsentere dets tryk baseret på den tilsvarende kogepunktstemperatur for vand. På denne måde er den effektive temperaturforskel direkte repræsenteret.
Princippet om mekanisk damprekomprimering
Fordampningsudstyret er kompakt, optager et lille område og kræver lille plads. Det kan også eliminere kølesystemet. For eksisterende fabrikker, der kræver udbygning af fordampningsudstyr til dampforsyning, utilstrækkelig vandforsyningskapacitet og utilstrækkelig plads, især i situationer, hvor lavtemperaturfordampning kræver kondensering af kølet vand, kan der opnås både investeringsbesparelser og gode energibesparende effekter.