高效换热的MVR系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高效换热的MVR系统，其通过将蒸汽压缩机排出的高温高压蒸汽与主换热器中冷却降温后的蒸馏液在蒸汽液化器内混合，实现蒸汽与蒸馏液直接接触，蒸汽快速冷凝，蒸馏液快速升温再经过蒸馏液循环泵输送至主换热器的热侧，实现高温蒸馏液的循环利用。并且，输入的原液在主换热器内与高温蒸馏液进行强制对流换热，采取的是液

【技术实现步骤摘要】
高效换热的MVR系统


[0001]本技术涉及MVR系统
，特别地，涉及一种高效换热的MVR系统。

技术介绍

[0002]机械式蒸汽再压缩技术(Mechanical Vapor Recompression，简称MVR)的原理是利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽，把电能转换成热能，提高二次蒸汽的焓，被提高热能的二次蒸汽打入换热器进行加热，以达到循环利用二次蒸汽已有的热能，从而可以不需要外部鲜蒸汽，通过自循环来实现蒸发浓缩的目的。MVR系统具有节能效果好、产品停留时间短、自动化程度高、工艺简单、工程投资小等优点，已广泛应用于化工废水零排放、糖醇有机浓缩、制药中间体浓缩、精馏乏汽利用等方面。如图1所示，现有MVR系统的工作过程为：原液通过预热换热器预热，与结晶分离器底部流出的浓缩液汇合，被物料循环泵输送至主换热器吸收热量后升温，然后输送至结晶分离器闪蒸释放热量产生蒸汽，蒸汽压缩机抽取蒸汽压缩提升热焓值后输送至主换热器释放热量，蒸汽冷凝后输送至气液分离器进行不凝气分离，蒸馏液收集罐收集蒸馏液，蒸馏液泵抽取蒸馏液至预热换热器降温后排出系统，进入后续工艺环节，浓缩液则在结晶分离器底部管路排出，至后续工艺环节。
[0003]因此，现有MVR系统的主换热器由于采用的是气
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液换热模式，通过蒸汽相变释放潜热来加热溶液，在该换热模式下，前段蒸汽流速快，换热量大，传热系数高，而中后段蒸汽流速逐步降至停滞状态，且上部蒸汽相变冷凝产液，液滴在重力作用下自流覆盖后半部分的传热表面，阻碍蒸汽冷凝，导致后段部分传热系数极低，而为了保证换热效果，则需要增大主换热器的换热面积，从而导致主换热器的重量和占地空间较大，增加了投资成本和运维成本。而且，主换热器的相变换热区容易过热，换热不均匀，导致冷侧料液易析盐结垢，需要频繁进行清洗，导致工作效率较低。另外，为了提升主换热器冷侧的传热系数，冷侧需提供足够的流速形成湍流，同时冷侧料液的温升受限，须提供较大循环流量来吸收蒸汽释放的热能，因此，物料循环泵的流量较大，从而导致功耗较高、气蚀余量大。同时，蒸发后的料液温度接近饱和状态，为避免物料循环泵汽蚀，需抬高蒸发液面的高度值来提升泵入口的压力，导致结晶分离器需高位安装，从而导致整个MVR系统的占据空间较大。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种高效换热的MVR系统，以解决现有MVR系统的主换热器由于采用气
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液换热模式存在的传热系数低、占地空间大、换热不均、易结垢的技术问题。
[0005]根据本技术的一个方面，提供一种高效换热的MVR系统，包括蒸汽液化器、蒸汽压缩机、蒸馏液循环泵、主换热器、原液泵、结晶分离器和气液分离器，所述蒸汽压缩机设置在所述蒸汽液化器的蒸汽入口与气液分离器的蒸汽出口连接的管路上，所述蒸馏液循环泵设置在蒸汽液化器的蒸馏液出口与主换热器的热侧入口连接的管路上，蒸汽液化器的蒸馏液入口与主换热器的热侧出口连接，原液泵与主换热器的冷侧入口连接，主换热器的冷侧出口与结晶分离器的第一液相入口连接，蒸汽压缩机排出的高温高压蒸汽与主换热器中
冷却降温后的蒸馏液混合，高温高压蒸汽快速冷凝，形成的高温蒸馏液经蒸馏液循环泵加压后输送至主换热器内与输入的原液进行强制对流换热。
[0006]进一步地，还包括蒸馏液存储罐，所述蒸馏液存储罐的入口与主换热器的热侧出口连接。
[0007]进一步地，还包括调节阀，其设置在蒸馏液存储罐的入口与主换热器的热侧出口连接的管路上，用于调节蒸馏液的排出流量以使蒸汽液化器内的液位保持稳定。
[0008]进一步地，还包括第一液位检测装置和控制器，所述第一液位检测装置设置在蒸汽液化器内，所述第一液位检测装置和调节阀均与控制器电性连接，所述控制器用于根据第一液位检测装置的液位检测结果控制调节阀的开度，以使蒸汽液化器内的液位保持稳定。
[0009]进一步地，所述第一液位检测装置为液位计或者液位传感器。
[0010]进一步地，还包括预热换热器，所述预热换热器的热侧入口与蒸馏液存储罐的出口连接，且两者连接的管路上设置有蒸馏液排出泵，预热换热器的冷侧入口与原液泵连接，其冷侧出口与主换热器的冷侧入口连接。
[0011]进一步地，还包括设置在蒸馏液存储罐内的第二液位检测装置，所述第二液位检测装置和蒸馏液排出泵均与控制器电性连接，所述控制器还用于在第二液位检测装置检测到蒸馏液存储罐内的液位高于第一阈值时控制蒸馏液排出泵开启、用于在第二液位检测装置检测到蒸馏液存储罐内的液位低于第二阈值时控制蒸馏液排出泵关闭。
[0012]进一步地，所述结晶分离器的浓缩液排出管路还通过循环管路与主换热器的冷侧入口连接，且循环管路上设置有浓缩液循环泵，循环的浓缩液与输入的原液混合后在主换热器内与高温蒸馏液进行强制对流换热。
[0013]进一步地，所述结晶分离器的第二液相入口还与气液分离器的液相出口连接。
[0014]进一步地，所述主换热器为板式换热器。
[0015]本技术具有以下效果：
[0016]本技术的高效换热的MVR系统，通过将蒸汽压缩机排出的高温高压蒸汽与主换热器中冷却降温后的蒸馏液在蒸汽液化器内混合，实现蒸汽与蒸馏液直接接触，蒸汽快速冷凝，蒸馏液快速升温再经过蒸馏液循环泵输送至主换热器的热侧，实现高温蒸馏液的循环利用。并且，输入的原液在主换热器内与高温蒸馏液进行强制对流换热，采取的是液
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液换热模式，相比于现有MVR系统的气
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液换热模式，大大提升了传热系数，节省了换热面积，大幅降低了主换热器的质量和占地空间，从而降低了成本和后期维护难度，并且，换热分布更加均匀，主换热器不易结垢，清洗周期较长，提高了系统的工作效率。
[0017]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1是现有的MVR系统的原理示意图。
[0020]图2是本技术优选实施例的高效换热的MVR系统的原理示意图。
[0021]附图标记说明
[0022]1、蒸汽液化器；2、蒸汽压缩机；3、蒸馏液循环泵；4、主换热器；5、原液泵；6、结晶分离器；7、气液分离器；8、蒸馏液存储罐；9、调节阀；10、预热换热器；11、蒸馏液排出泵；12、浓缩液循环泵。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0024]如图2所示，本技术的优选实施例提供一种高效换热的MVR系统，其包括蒸汽液化器1、蒸汽压缩机2、蒸馏液循环泵3、主换热器4、原液泵5、结晶分离器6和气液分离器7，所述蒸汽压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效换热的MVR系统，其特征在于，包括蒸汽液化器(1)、蒸汽压缩机(2)、蒸馏液循环泵(3)、主换热器(4)、原液泵(5)、结晶分离器(6)和气液分离器(7)，所述蒸汽压缩机(2)设置在所述蒸汽液化器(1)的蒸汽入口与气液分离器(7)的蒸汽出口连接的管路上，所述蒸馏液循环泵(3)设置在蒸汽液化器(1)的蒸馏液出口与主换热器(4)的热侧入口连接的管路上，蒸汽液化器(1)的蒸馏液入口与主换热器(4)的热侧出口连接，原液泵(5)与主换热器(4)的冷侧入口连接，主换热器(4)的冷侧出口与结晶分离器(6)的第一液相入口连接，蒸汽压缩机(2)排出的高温高压蒸汽与主换热器(4)中冷却降温后的蒸馏液混合，高温高压蒸汽快速冷凝，形成的高温蒸馏液经蒸馏液循环泵(3)加压后输送至主换热器(4)内与输入的原液进行强制对流换热。2.如权利要求1所述的高效换热的MVR系统，其特征在于，还包括蒸馏液存储罐(8)，所述蒸馏液存储罐(8)的入口与主换热器(4)的热侧出口连接。3.如权利要求2所述的高效换热的MVR系统，其特征在于，还包括调节阀(9)，其设置在蒸馏液存储罐(8)的入口与主换热器(4)的热侧出口连接的管路上，用于调节蒸馏液的排出流量以使蒸汽液化器(1)内的液位保持稳定。4.如权利要求3所述的高效换热的MVR系统，其特征在于，还包括第一液位检测装置和控制器，所述第一液位检测装置设置在蒸汽液化器(1)内，所述第一液位检测装置和调节阀(9)均与控制器电性连接，所述控制器用于根据第一液位检测装置的液位检测结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓方平，唐山青，胡熠，朱少立，邓梁，蔡正文，
申请(专利权)人：长沙中联重科环境产业有限公司，
类型：新型
国别省市：