一种MVR蒸发浓缩系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种MVR蒸发浓缩系统，属于工业蒸发或浓缩技术领域。包括进水泵、换热器、进水阀、循环水泵、蒸发器、补偿加热装置、MVR蒸汽压缩机和出水泵等。利用MVR蒸汽压缩机对二次蒸汽进行余热回收利用，采用补偿加热装置为MVR蒸汽压缩回收利用系统的启动和正常稳定运行提供外部热源，解决了现有MVR蒸发浓缩系统的启动问题，以及无法做到零损耗导致的持续性差的问题，也解决了直接接入生蒸汽导致的不同压力的蒸汽混合和切换不便等弊端，从而有效地提高了MVR系统运行的稳定性、持续性、可靠性和效率。整个系统具有体积小、成本低、能量需求少、操作简单、节能环保等优点，非常适合于大规模推广应用。

A MVR evaporation concentration system

The utility model proposes a MVR evaporation concentration system, which belongs to the technical field of industrial evaporation or concentration. Including intake pump, heat exchanger, intake valve, circulating pump, evaporator, compensation heating device, MVR steam compressor and water pump. The MVR steam compressor is used to recover and utilize the waste heat of the secondary steam. The compensation heating device is used to provide the external heat source for the start-up and normal and stable operation of the MVR steam compression recovery and utilization system. The start-up problem of the existing MVR evaporation and concentration system and the problem of poor sustainability caused by zero loss are solved. The disadvantage of different pressure steam mixing and switching caused by direct access to steam is solved, which effectively improves the stability, sustainability, reliability and efficiency of MVR system. The whole system has the advantages of small size, low cost, less energy demand, simple operation, energy saving and environmental protection, which is very suitable for large-scale application.

【技术实现步骤摘要】
一种MVR蒸发浓缩系统
本技术涉及一种MVR蒸发浓缩系统，特别是一种带有外部能量补偿的MVR蒸发或浓缩系统。属于工业蒸发或浓缩

技术介绍
目前，MVR技术广泛应用于海水淡化领域、废水处理领域、制盐领域、乳液浓缩领域、造纸业以及蒸馏领域等。在产品制造过程中，需要进行蒸汽浓缩、蒸发结晶、低温蒸发等工艺过程，而溶液的浓缩、结晶等大多是采用工业蒸汽实现，传统的蒸发器如单效或多效蒸发器存在着热效率低、功耗大、运行成本高、浪费资源等一系列不足。MVR蒸发器利用自身产生的二次蒸汽作为加热蒸汽，将低温、低压的的蒸汽进行压缩，产生高温、高压、热焓高的蒸汽，充分利用蒸汽的潜热，从而大大减少了对能源的需求。但是MVR蒸发系统一方面在没有初始外源蒸汽的情况下无法启动，另一方面由于无法做到零损耗，在蒸汽量不足的情况下无法维持蒸发系统的持续工作。现有的相关专利中多数回避这一问题，少数采用生蒸汽与MVR蒸汽压缩机出口并联的方法，则又存在不同压力的蒸汽混合和切换不便等弊端，使得MVR系统工作稳定性、持续性和可靠性等都受到较大影响，严重时甚至无法运行。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提出一种MVR蒸发浓缩系统，采用补偿加热装置为MVR蒸汽压缩回收利用系统的启动和正常稳定运行提供外部热源，有效提高了MVR系统运行的稳定性、持续性和可靠性。整个系统具有体积小、成本低、能量需求少、操作简单、节能环保等优点，非常适合于大规模推广应用。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的一种MVR蒸发浓缩系统，包括进水泵（1）、换热器（2）、进水阀（3）、循环水泵（4）、蒸发器（5）、补偿加热装置（6）、MVR蒸汽压缩机（7）、出水泵（8）。料液首先经进水泵（1）进入换热器（2）与冷凝水换热，料液温度升高，冷凝水温度降低，对料液进行预热处理，随后经进水阀（3）进入补偿加热装置（6）加热，并在蒸发器（5）中开始蒸发过程，进水阀（3）可采用比例阀，根据需求调节水量。循环水泵（4）置于蒸发器（5）上，使料液能够循环蒸发，此过程中循环水泵（4）强制对蒸发器（5）内的料液进行循环，控制料液的浓度。由于MVR的理论基础是波义耳定律，即PV/T=K，其含义是一定质量的气体的压强×体积/温度为常数，也就意味着当气体的体积减小，压强增大时，气体的温度也会随之升高；根据此原理，当稀薄的二次蒸汽在经体积压缩后其温度会随之升高，从而实现将低温、低压的蒸汽变成高温高压的蒸汽。则料液蒸发时，产生的二次蒸汽经MVR蒸汽压缩机（7）压缩，得到温度和压力升高的二次蒸汽，送回蒸发器（5）对料液加热使其蒸发，进行余热回收利用，从而有效回收蒸汽中所含大量潜热，释放出潜热后变为冷凝水，经出水泵（8）送入换热器（2）为进水泵（1）送入的料液进行预热，热的冷凝水与新进料液进行换热，对整个系统余热进行回收利用，提高系统效率、进一步降低能源消耗。MVR蒸汽压缩回收利用系统在一开始启动时，必须先有蒸汽，所以所述系统启动时，采用补偿加热装置（6）加热料液进行蒸发。采用补偿加热装置为MVR蒸汽压缩回收利用系统提供外部热源，解决了现有MVR蒸发浓缩系统的启动问题。当补偿加热装置（6）加热料液产生足够的二次蒸汽、能够维持MVR蒸汽压缩机（7）正常工作时，停止采用补偿加热装置（6）加热。在理想状态下，MVR蒸汽压缩回收利用系统没有能量损失，仅靠维持MVR蒸汽压缩机（7）运行的电能所补充的能量就可以使整个系统连续地运行下去。但是，实际运行时，MVR蒸汽压缩回收利用系统或多或少总是有能量损失的，仅依靠维持MVR蒸汽压缩机（7）运行的电能不足以完全补充这些能量损失，就会导致MVR蒸汽压缩回收利用系统运行一段时间后，蒸汽量会越来越少，直至停止运行。因此，所述系统运行中，当MVR蒸汽压缩机（7）循环压缩利用的二次蒸汽量不足时，启动补偿加热装置（6）为所述系统补充能量，解决了现有MVR蒸发浓缩系统无法做到零损耗导致的持续性差的问题；同时，也解决了直接接入生蒸汽导致的不同压力的蒸汽混合和切换不便等弊端，从而有效提高了MVR系统运行的稳定性、持续性、可靠性和效率。所述的蒸发器（5）包括进水口（501）、喷淋头（502）、冷凝水出水口（503）、蒸汽入口（504）、上水箱（505）、列管（506）、加热室（507）、浓料液出水口（508）、下水箱（509）、出水口（510）、蒸汽出口（511）。进水口（501）一端与喷淋头（502）相连接并置于上水箱（505）内，其另一端与循环水泵（4）一端相连接，循环水泵（4）的另一端与经出水口（510）下水箱（509）相连，同时下水箱（509）经蒸汽出口（511）与MVR蒸汽压缩机（7）相连，列管（506）排列在加热室（507）内，接收喷淋头（502）喷洒的料液，安装在加热室（507）上的蒸汽入口（504）与MVR蒸汽压缩机（7）相连接。冷凝水出水口（503）置于加热室（507）底部，将冷凝水送出，浓料液出水口（508）置于下水箱（509）底部，将浓料液排出。MVR蒸发系统启动时，料液送入补偿加热装置（6）中进行加热，首先在蒸发器（5）的下水箱（509）中开始产生二次蒸汽，MVR蒸汽压缩机（7）启动，将产生的二次蒸汽压缩，提高其温度和压力，送到蒸发器（5）的加热室（507）内为列管（506）内流过的料液加热，进行余热利用；循环水泵（4）将待蒸发料液经进水口（501）送入喷淋头（502），喷淋头（502）将待蒸发料液向列管（506）喷洒，提高换热蒸发效果。所述的补偿加热装置（6）采用电加热方式或蒸汽加热方式，包括进端（601）、出端（602）和加热元件（603），加热元件（603）置于进端（601）和出端（602）之间，位于被加热料液中，为待加热料液进行加热，一方面为MVR蒸发系统的启动提供初始外源蒸汽，另一方面由于MVR蒸发系统是无法维持0损耗运行的，在蒸汽量不足的情况下可为MVR蒸发系统补充足够的能量，以维持MVR蒸发系统的稳定运行。若采用电加热方式，进端（601）和出端（602）分别与电源连接，加热元件（603）为电加热元件，通电后发热，为下水箱（509）内的料液进行加热，电加热启停方便，无需外引设备，可直接操作，对工作环境要求低。若采用蒸汽加热方式，进端（601）和出端（602）分别连接外部蒸汽的进出端，加热元件（603）可为盘管，外部蒸汽流经加热元件（603）为下水箱（509）内的料液进行加热。所述的补偿加热装置（6）可放于下水箱（509）底部，也可与下水箱（509）串联。所述的补偿加热装置（6），其加热功率可调。MVR蒸汽压缩系统在启动和维持运行时，对补偿加热装置（6）所需的功率不同，启动时为产生初始的蒸汽，要求补偿加热装置（6）大功率运行；随后，MVR蒸汽压缩回收利用系统进入正常工作，为维持其稳定运行，仅需补偿加热装置（6）间断或小功率连续运行，补充一部分蒸汽即可。与现有技术相比较，本技术具有如下优点：1、采用补偿加热装置为MVR蒸汽压缩回收利用系统提供外部热源，解决了现有MVR蒸发浓缩系统的启动问题，以及无法做到零损耗导致的持续性差的问题；同时，也解决了直接接入生蒸汽导致的不同压力的蒸汽混合和切换不便等弊端，从而有效提高了MVR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MVR蒸发浓缩系统，其特征在于，包括进水泵（1）、换热器（2）、进水阀（3）、循环水泵（4）、蒸发器（5）、补偿加热装置（6）、MVR蒸汽压缩机（7）、出水泵（8）；料液首先经进水泵（1）进入换热器（2）与冷凝水换热，随后经进水阀（3）进入补偿加热装置（6）加热，并在蒸发器（5）中开始蒸发过程；循环水泵（4）置于蒸发器（5）上，使料液能够循环蒸发；料液蒸发时，产生的二次蒸汽经MVR蒸汽压缩机（7）压缩得到温度和压力升高的二次蒸汽，送回蒸发器（5）对料液加热使其蒸发，释放出潜热后变为冷凝水，经出水泵（8）送入换热器（2）为进水泵（1）送入的料液进行预热；所述系统启动时，采用补偿加热装置（6）加热料液进行蒸发，当产生足够的二次蒸汽、能够维持MVR蒸汽压缩机（7）正常工作时，停止采用补偿加热装置（6）加热；所述系统运行中，当MVR蒸汽压缩机（7）循环压缩利用的二次蒸汽量不足时，启动补偿加热装置（6）为所述系统补充能量。

【技术特征摘要】
1.一种MVR蒸发浓缩系统，其特征在于，包括进水泵（1）、换热器（2）、进水阀（3）、循环水泵（4）、蒸发器（5）、补偿加热装置（6）、MVR蒸汽压缩机（7）、出水泵（8）；料液首先经进水泵（1）进入换热器（2）与冷凝水换热，随后经进水阀（3）进入补偿加热装置（6）加热，并在蒸发器（5）中开始蒸发过程；循环水泵（4）置于蒸发器（5）上，使料液能够循环蒸发；料液蒸发时，产生的二次蒸汽经MVR蒸汽压缩机（7）压缩得到温度和压力升高的二次蒸汽，送回蒸发器（5）对料液加热使其蒸发，释放出潜热后变为冷凝水，经出水泵（8）送入换热器（2）为进水泵（1）送入的料液进行预热；所述系统启动时，采用补偿加热装置（6）加热料液进行蒸发，当产生足够的二次蒸汽、能够维持MVR蒸汽压缩机（7）正常工作时，停止采用补偿加热装置（6）加热；所述系统运行中，当MVR蒸汽压缩机（7）循环压缩利用的二次蒸汽量不足时，启动补偿加热装置（6）为所述系统补充能量。2.根据权利要求1所述的一种MVR蒸发浓缩系统，其特征在于：所述的蒸发器（5）包括进水口（501...

【专利技术属性】
技术研发人员：周封，佟鑫，郝婷，李隆，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，周封，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23