机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统研究

张承前

（山东科技大学机械电子工程学院，山东 青岛 266510）

1 机械蒸汽再压缩机技术的研究现状

机械蒸汽再压缩作为一种高效的二次蒸汽热能回收在国外发展得比较成熟，得到广泛应用，并在节约能耗、减少环境污染方起到了显著作用。而我国在上世纪70年代，受能源危机的影响，才有了机械蒸汽再压缩技术的发展，到现在我国的机械蒸汽再压缩技术尚处在研发阶段，整体技术远远落后于西方发达国家。

2 传统多效蒸发与MV R蒸发

2.1 多效蒸发

蒸发过程主要分为单效蒸发和多效蒸发，单效蒸发：蒸发装置中只装有一个蒸发器，蒸发产生的二次蒸汽通过冷凝器冷凝排放，不经再次利用，称为单效蒸发；多效蒸发：将几个蒸发器串联使用，一般是将上一级的蒸发器产生的二次蒸汽作为下一级蒸发器的加热热源，加热蒸汽冷凝放热，料液吸收热量继续产生二次蒸汽，根据蒸发器的串联个数分为二效、三效、四效、五效等等，最后一个蒸发器内产生的二次蒸汽通过冷凝器冷凝排放，这样的蒸发过程也就被称为多效蒸发。采用单效蒸发器蒸发1kg水，至少需要1kg的生蒸汽，而采用双效蒸发器蒸发1kg水，理论上只需要0.5kg的生蒸汽，比单效蒸发节约了近一半的的能耗。而效数越多节能效果越好。因此采用多效蒸发大大减少了生蒸汽的使用率，提高了一次蒸汽的利用率。

2.2 MV R蒸发

机械蒸汽再压缩是一种高效节能环保技术，此技术主要重新利用蒸发器内产生的二次蒸汽能量，从而减少对外界能源需求的一种节能技术。其具体过程是将蒸发过程中产生的二次蒸汽经过机械蒸汽压缩机（压缩介质一般为水蒸气）压缩，温度、压力上升，热洽值增加，这样经过压缩后蒸汽可以用作加热热源直接进入加热外管对溶液加热，二次蒸汽释放其潜热冷凝成冷凝水，料液吸收其潜热产生新的二次蒸汽，二次蒸汽又被吸入到机械蒸汽压缩机内压缩，这样源源不断进行循环蒸发。

2.3 MV R蒸发器与多效蒸发器的比较

蒸发I吨蒸汽多效蒸发所需生蒸汽量与采用MVR技术的能耗比较，见表1。

工业上常用蒸发为双效、三效、四效蒸发;五效蒸发之后基本没有。一是因为多效蒸发效数越多设备费用越为庞大，二是五效之后在添加效数效果并不明显。

表1 MV P与多效蒸发的比较

从表1中的数据可得出采用MVR技术相对于传统蒸发具有较为明显的节能。其中较双效蒸发平均节能76%，较三效蒸发平均节能66%，较四效蒸发平均节能54%，较五效蒸发平均节能49%。

数据显示MVR蒸发器的节能效果明显，一次能源利用率系数达八效。前面引用的很多文献中也对MVR蒸汽与传统的多效蒸发相比较，毫无疑问，MVR蒸发会给社会带来更多的经济、节能效益。

3 MV R蒸发器研究的主要方向

目前对蒸发、结晶原理和过程的了解不仅帮助我们解决生产工艺中的问题，更重要的是帮助我们对其耗能分析。在目前，在保证生产目的的情况下，不断通过各种方式追求节减能耗。蒸发节能方式最主要的2个出发点在于:（1）通过对现有设备本身改进，运用更合理材质、采取更合理的结构等等，提高设备的传热效率，减少能耗损失，从而提高设备的运行效率，或增加设备产能己达到单位能耗的降低。（2）通过对生产工艺的研究，寻求便于生产的工艺路径:例如蒸发过程从以前的单效蒸发到如今大部分公司采用的多效蒸发;热力式蒸汽再压缩到机械蒸汽在压缩，我们一直在致力于需求最高效的节能技术。

4 结语

MVR蒸发器有着广泛的应用，不但可使用在化工、果汁浓缩、食品发酵、牛奶等工艺上的蒸发浓缩，还可以使用在高浓度无机废水和有机废水的零排放解决方案上，我国的污水排放问题也一直没有得到有效的解决，全国各地很多工厂排放的工业污水远远不能达到国际排放标准，机械蒸汽再压缩技术能有效解决污水排放问题。