本发明专利技术公开了一种机械蒸汽再压缩蒸发系统及节能方法，属于蒸发和节能技术领域，为解决现有MVR系统在工业废水处理及回收时存在结垢、腐蚀及造价、能耗偏高等问题而设计。该蒸发系统包括按照液体流向顺接的原液储槽、预处理器、换热装置、蒸发冷凝装置和冷凝水回收池；蒸发冷凝装置包括通过多个聚合物薄膜分隔设置的蒸发器和冷凝器以及电磁感应加热器；换热装置通过循环液系统与蒸发器相连；蒸发器通过风机与冷凝器相连；冷凝器通过换热装置与冷凝水回收池相连。还提出该蒸发系统的节能方法。本发明专利技术通过聚合物薄膜代替现有MVR系统的金属膜制作蒸发冷凝装置，具有与金属膜蒸发冷凝器同等的传热效果，解决了蒸发器表面的腐蚀和结垢问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于蒸发和节能
。
技术介绍
MVR是机械蒸汽再压缩技术(Mechanical Vapor Recompress1n)的简称，是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源需求的一项节能技术。机械蒸汽再压缩是一种蒸发工艺，是用机械方法将蒸发器产生的二次蒸汽再压缩，使其压力、温度上升，提高内能之后，再返回原蒸发器，取代生蒸汽作为热源使用，使二次蒸汽中的潜热得到充分利用，可以达到节能目的。机械蒸汽再压缩技术被广泛应用于化工、制药、食品、造纸、污水处理、海水淡化等行业。对比现有的MVR系统，由于该系统只需要在启动时，通入生蒸汽作为热源或电加热，而当二次蒸汽产生，系统稳定运行时，不需要外部的热源，系统的能耗仅仅来自压缩机和各类泵的能耗，所以节能效果相当显著。另外，当它运用于盐水脱盐和废水处理时，其缺点是设备费用相当高，设备、管道的结垢与腐蚀较为严重，蒸汽的压缩机价格相当昂贵。为进一步推广MVR的应用范围，结垢和腐蚀问题需要解决，造价和能耗尚需要进一步降低。结垢和腐蚀的解决方法有:晶种法，超声波法，电子除垢法和采用耐腐蚀材料或对材料进行耐腐蚀处理等。目前各种结垢腐蚀解决方法的缺点如下:(I)晶种法的缺点是:操作复杂，需要先除暂时性硬度，再进行硫酸钙和硫酸镁的结晶去除。(2)超声波的缺点是:耗能高，实用性差。(3)电子除垢的缺点是:具有针对性，只对某种特定的水质适用。(4) 一般耐腐蚀材料的缺点是:导热性较差，不适合做换热器的材料。如聚四氟乙烯的导热系数低于0.2W/m*k，传热效果差，需庞大的传热器面积和体积。最先进的德国进口 CAL0RPLAST塑料换热器，其换热系数也只有650W/m2.°C，只及不锈钢换热器的1/4，因而其体积是不锈钢换热器的4倍，造价较高。现有MVR系统的运行成本和能耗与物料的特性密切相关，特别是当溶液的沸点上升较高时，温差损失大，要求压缩机的压缩比高，能耗和成本会急剧增加，使得MVR的使用不再合理。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提出一种无结垢无腐蚀的机械蒸汽再压缩蒸发系统。本专利技术的另一个目的是提出一种传热效率高、体积小、造价低的机械蒸汽再压缩蒸发系统。本专利技术的再一个目的是提出能够降低能耗的机械蒸汽再压缩蒸发系统的节能方法。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案:本专利技术提供了一种机械蒸汽再压缩系统，包括按照液体流向通过管道顺次连接的原液储槽、预处理器、换热装置、蒸发冷凝装置和冷凝水回收池；所述蒸发冷凝装置包括通过多个聚合物薄膜分隔设置的蒸发器和冷凝器以及向所述蒸发器提供系统启动热量的电磁感应加热器；所述换热装置通过循环液系统与所述蒸发器相连；所述蒸发器通过风机与所述冷凝器相连；所述循环液系统通过所述换热装置与所述循环液系统的浓缩液储槽相连；所述冷凝器通过所述换热装置与所述冷凝水回收池相连。优选的，所述蒸发器的液体出口通过所述循环液系统的循环液泵与所述蒸发器的液体入口相连；所述蒸发器的液体入口与设置在所述蒸发器内的溢流布液器相连；所述蒸发器的蒸汽出口通过所述风机与所述冷凝器的蒸汽入口相连。优选的，所述换热装置包括第一换热器和第二换热器；所述第一换热器的一次侧一端与所述预处理器相连，其一次侧另一端与所述第二换热器的一次侧一端相连；所述第二换热器的一次侧另一端与所述循环液系统相连；所述第一换热器的二次侧一端与所述循环液系统相连，其二次侧另一端与所述浓缩液储槽相连；所述第二换热器的二次侧一端与所述冷凝器相连，其二次侧另一端与所述冷凝水回收池相连。优选的，所述聚合物薄膜为聚酰亚胺薄膜或其它具有高导热性的聚合物薄膜，所述聚酰亚胺薄膜的形状为扁形口袋状，所述聚酰亚胺薄膜的导热系数为0.36-2.5ff/m.K，厚度为 0.025-0.075mm。优选的，所述聚酰亚胺薄膜的膜面上设置导流带。优选的，所述机械蒸汽再压缩蒸发系统还包括不凝气体排放系统，所述不凝气体排放系统通过管道与所述蒸发冷凝装置相连，且所述管道上设置有真空泵，所述真空泵与集气罐相连。优选的，所述机械蒸汽再压缩蒸发系统还包括操控系统，所述操控系统用于控制整个系统运行的温度、压力、流量和水位参数以及控制不凝气体的排放和循环液总溶解固体含量。本专利技术还提供了如上述的机械蒸汽再压缩蒸发系统的节能方法，包括以下方法A-E中的至少一种:A、在相同蒸发量值条件下，增大所述蒸发器的有效蒸发面积，减小所述蒸发器的传热温差；B、将所述机械蒸汽再压缩蒸发系统的工作点转移至负压且温度范围为40_70°C的环境下运行；C、通过所述操控系统控制所述机械蒸汽再压缩蒸发系统的沸点提升值在0-1.5°C范围，所述聚合物薄膜表面蒸发液的总溶解固体含量值在0-5%范围，或根据液质而定的对能耗增加不大的数值范围。D、通过所述操控系统控制所述集气罐内的蒸汽温度和冷凝水温度之间的温差来实现不凝气体的排放。E、采用所述电磁感应加热器对所述机械蒸汽再压缩蒸发系统启动加热。优选的，所述方法A中所述蒸发器的传热温差降低至2_3°C。优选的，所述方法C包括:通过所述操控系统控制调节部分冷凝水返回所述循环液系统的量或采用低盐水对所述蒸发器内的蒸发液进行稀释。本专利技术的有益效果为:(I)本专利技术提供了一种机械蒸汽再压缩蒸发系统，本专利技术通过采用聚合物薄膜代替现有MVR系统中的金属膜制作蒸发冷凝装置，具有与采用金属膜制作的蒸发冷凝器同等的传热效果，解决了蒸发器表面的腐蚀和结垢问题。(2)聚合物薄膜为聚酰亚胺薄膜，其形状为扁形口袋状，导热系数为0.36-2.5W/m.K,厚度为0.025-0.75mm。聚酰亚胺薄膜蒸发器的传热系数接近金属膜蒸发器的传热系数，不仅传热效率得到保证，而且由于其导热系数高出一般聚合物一倍以上，减少了聚合物蒸发器的传热面积，因而降低了聚合物蒸发器的体积和造价。(3)聚酰亚胺薄膜的膜面上设置有导流带，能够引导液流在膜面的均与分布，可提高膜面积的有效利用率，同时通过循环液系统中循环量的控制，不仅使液和二次蒸汽比例适当，上升的二次蒸汽能够对下降的液流进行适当搅动，使得蒸发面液膜更新快，蒸发速度高，不发生气阻，而且也解决了相邻聚合物薄膜之间的粘结问题。(4)机械蒸汽再压缩蒸发系统还包括不凝气体排放系统。当不凝性气体和泄漏空气进入本专利技术蒸发器时，会使不凝性气体、泄漏空气和蒸汽的混合气体温度下降，使蒸发器的有效温差减小，传热速率下降。通过设置不凝气体排放系统排除不凝性气体和泄漏空气，降低其在蒸发器中的含量，可降低整个系统的运行能耗和投资成本。(5)本专利技术提供了机械蒸汽再压缩蒸发系统的节能方法，该方法包括以下方法A-E中的至少一种:A、在相同蒸发量值条件下，增大蒸发器的有效蒸发面积，减小蒸发器的传热温差。传热温差的减小，可以降低风机的能耗和运行成本，从而降低MVR系统的能耗和运行成本。B、将机械蒸汽再压缩蒸发系统的工作点转移至负压且温度范围为40_70°C的环境下运行。在同样的传热温差下，蒸发器和冷凝器之间的压差减小，也降低了风机的电耗，因而可采用简单的低压离心风机代替复杂的高压蒸汽压缩机，既降低了投资及运行成本，又简化了设备的运行操作和维护要求。C、通过操控系统控制机械蒸汽再压缩蒸发系统的沸点提升值在0-1.5°C范围，聚合物薄膜表面蒸发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机械蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于：包括按照液体流向通过管道顺次连接的原液储槽(1)、预处理器(2)、换热装置、蒸发冷凝装置(5)和冷凝水回收池(6)；所述蒸发冷凝装置(5)包括通过多个聚合物薄膜(50)分隔设置的蒸发器(51)和冷凝器(52)以及向所述蒸发器(51)提供系统启动热量的电磁感应加热器(53)；所述换热装置通过循环液系统(7)与所述蒸发器(51)相连；所述蒸发器(51)通过风机(8)与所述冷凝器(52)相连；所述循环液系统(7)通过所述换热装置与所述循环液系统(7)的浓缩液储槽(72)相连；所述冷凝器(52)通过所述换热装置与所述冷凝水回收池(6)相连。
【技术特征摘要】
1.一种机械蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于:包括按照液体流向通过管道顺次连接的原液储槽(I)、预处理器(2)、换热装置、蒸发冷凝装置(5)和冷凝水回收池(6)； 所述蒸发冷凝装置(5)包括通过多个聚合物薄膜(50)分隔设置的蒸发器(51)和冷凝器(52)以及向所述蒸发器(51)提供系统启动热量的电磁感应加热器(53)； 所述换热装置通过循环液系统(7)与所述蒸发器(51)相连； 所述蒸发器(51)通过风机(8)与所述冷凝器(52)相连； 所述循环液系统(7)通过所述换热装置与所述循环液系统(7)的浓缩液储槽(72)相连； 所述冷凝器(52)通过所述换热装置与所述冷凝水回收池(6)相连。2.根据权利要求1所述的机械蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于:所述蒸发器(51)的液体出口通过所述循环液系统(7)的循环液泵(71)与所述蒸发器(51)的液体入口相连； 所述蒸发器(51)的液体入口与设置在所述蒸发器(51)内的溢流布液器(511)相连； 所述蒸发器(51)的蒸汽出口通过所述风机(8)与所述冷凝器(52)的蒸汽入口相连。3.根据权利要求1所述的机械蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于:所述换热装置包括第一换热器(3)和第二换热器(4)； 所述第一换热器(3)的一次侧一端与所述预处理器(2)相连，其一次侧另一端与所述第二换热器(4)的一次侧一端相连； 所述第二换热器(4)的一次侧另一端与所述循环液系统(7)相连； 所述第一换热器(3)的二次侧一端与所述循环液系统(7)相连，其二次侧另一端与所述浓缩液储槽(72)相连； 所述第二换热器(4)的二次侧一端与所述冷凝器(52)相连，其二次侧另一端与所述冷凝水回收池(6)相连。4.根据权利要求1所述的机械蒸汽再压缩蒸发系统，其特征在于:所述聚合物薄膜(50)为聚酰亚胺薄膜或其它具有高导热性的聚合物薄膜，所述聚酰亚胺薄膜的形状为扁形口袋状，所述聚酰亚胺薄膜的导热系数为0.36...
【专利技术属性】
技术研发人员：邬扬善，
申请(专利权)人：北京欧泰克能源环保工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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