近些年來，隨著蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是對(duì)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)的不斷引進(jìn)與發(fā)展，機(jī)械熱泵蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)（mvr）在某些領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟，由于其運(yùn)行費(fèi)用低，得到很多用戶的青睞。尤其對(duì)沸點(diǎn)升高小、無結(jié)晶的溶液，采用降膜蒸發(fā)技術(shù)配合蒸汽壓縮機(jī)，由于膜式蒸發(fā)具備高傳熱系數(shù)的特點(diǎn)，可以起到很好的蒸發(fā)效果。
但對(duì)于一些高濃度需要結(jié)晶的物料來說，則采用降膜蒸發(fā)容易造成管內(nèi)結(jié)疤、結(jié)壁堵塞的情況，但若采用普通的自然循環(huán)蒸發(fā)器，由于壓縮后的蒸汽與溶液的溫度差很小、循環(huán)動(dòng)力不足，造成蒸發(fā)強(qiáng)度很低，所以采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)配合蒸汽壓縮機(jī)，對(duì)于沸點(diǎn)升高小于8度、蒸發(fā)過程中會(huì)有結(jié)晶析出的物料則比較適合。比如硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶、氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶、硫酸銨蒸發(fā)結(jié)晶等。
現(xiàn)以2噸/小時(shí)硫酸鈉溶液為例進(jìn)行具體方案介紹。
1 基礎(chǔ)條件
蒸發(fā)水量為2m3/h
進(jìn)水含硫酸鈉量=8%；
由于硫酸鈉溶液在飽和時(shí)有2℃的沸點(diǎn)升高，因此壓縮機(jī)的溫升考慮為10℃,這樣實(shí)際的有效溫差為8℃。
2 工藝說明
本方案設(shè)計(jì)蒸發(fā)量2t/h,采用機(jī)械熱泵再壓縮技術(shù)（mvr），將蒸發(fā)后的二次蒸汽利用壓縮機(jī)再壓縮提高其焓值，熱值得到提高的二次蒸汽被再次送入加熱室作為熱源加熱來料，自身放熱相變成為冷凝水排出。系統(tǒng)只有在開車時(shí)需要少量的蒸汽，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后可以完全不需要蒸汽或極少量的蒸汽用以補(bǔ)充熱平衡。
整個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)加熱室，不需要冷凝器，無需冷卻水，系統(tǒng)靈活緊湊，占地很小。
本系統(tǒng)通過plc自動(dòng)控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的溫度、壓力，轉(zhuǎn)速等，使系統(tǒng)的運(yùn)行始終處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)。
3 主要設(shè)備說明
1）加熱室
加熱室為列管式換熱器，臥式安裝，物料流程為雙程式，介質(zhì)管內(nèi)為物料、殼程內(nèi)為蒸汽，殼程內(nèi)配有多個(gè)折流板，在設(shè)備中起到了固定列管及強(qiáng)化傳熱效果，在換熱時(shí)利用強(qiáng)制循環(huán)泵、對(duì)物料進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)閃蒸，提高物料的流速以免換熱管結(jié)壁。
2）分離室/結(jié)晶室
分離室/結(jié)晶室為立式裝置，在蒸發(fā)中起到汽水分離、物料的沉降或晶體的生長(zhǎng)作用。使物料有比較大的分離空間，減少物沫夾帶，還要考慮晶體的生長(zhǎng)空間及空間狀態(tài)。
3）強(qiáng)制循環(huán)泵
為軸流式循環(huán)泵，適用于大流量低揚(yáng)程的場(chǎng)合。泵配有帶冷卻機(jī)封，給蒸發(fā)器內(nèi)物料提高了流速，避免了管內(nèi)物料的結(jié)垢，提高了設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，大流量使溶液的平均過飽和度降低，降低了局部爆發(fā)成核的幾率，有利于晶體的生長(zhǎng)。
4） 壓縮機(jī)
為一羅茨式風(fēng)機(jī)，其屬容積回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)，利用兩個(gè)葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)靠轉(zhuǎn)子軸端的同步齒輪使兩轉(zhuǎn)子保持嚙合。轉(zhuǎn)子上每一凹入的曲面部分與氣缸內(nèi)壁組成工作容積，在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中從吸氣口帶走氣體，當(dāng)移到排氣口附近與排氣口相連通的瞬時(shí)，因有較高壓力的氣體回流，這時(shí)工作容積中的壓力突然升高，然后將氣體輸送到排氣通道。兩轉(zhuǎn)子依次交替工作。兩轉(zhuǎn)子互不接觸，它們之間靠嚴(yán)密控制的間隙實(shí)現(xiàn)密封，故排出的氣體不受潤(rùn)滑油污染。
4、能耗
本系統(tǒng)只有在開車時(shí)需要使用部分蒸汽，開車后幾乎不消耗蒸汽。按2噸/h主要能耗為電能，統(tǒng)計(jì)實(shí)際功率如下：
來源：化工交流
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