TVR蒸發(fā)器熱泵蒸發(fā)技術(shù)

是最近化工行業(yè)發(fā)展迅速的新型蒸發(fā)技術(shù)，其基本原理是用壓縮機(jī)或者高壓蒸汽提高二次蒸汽的壓力和溫度，然后送回原蒸發(fā)器的加熱室，作為加熱蒸汽使用，或者以二次蒸汽為低溫?zé)嵩?，回收部分余熱。提高二次蒸汽的壓力和溫度常用的有兩種方法，一種是蒸汽機(jī)械再壓縮技術(shù)MVR(MechanicalVaporRecompression)，另一種則是蒸汽熱力再壓縮技術(shù)TVR(ThermalVapourRecompression)。

TVR蒸發(fā)器MVR蒸發(fā)器

二次蒸汽通過壓縮機(jī)的絕熱壓縮作用，提高了壓力和飽和溫度，再把壓縮后的蒸汽引入到蒸發(fā)器管外加熱物料，整個(gè)系統(tǒng)的輸入功只有壓縮機(jī)的電功，節(jié)能效果顯著，此系統(tǒng)在化工的蒸發(fā)濃縮中很常用。

TVR蒸發(fā)器TVR蒸發(fā)器

此蒸發(fā)器系統(tǒng)相對(duì)于直接排放二次蒸汽的系統(tǒng)來說有所改進(jìn)，它利用噴射式熱泵來回收部分二次蒸汽，由于噴射式熱泵1kg高壓蒸汽只能引射0.3kg的二次蒸汽，因此雖然此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，但是能效比較低。

熱泵蒸發(fā)常用的形式大體上有上文所述的噴射式熱泵蒸發(fā)(TVR)和直接壓縮二次蒸汽機(jī)械壓縮式熱泵蒸發(fā)(MVR)，近年來，由于工程材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及制造技術(shù)的顯著進(jìn)步以及能源價(jià)格的上漲，機(jī)械壓縮式熱泵已越來越為人們所重視。熱泵廣泛用于各種稀溶液的蒸發(fā)濃縮，在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，使用熱泵蒸發(fā)技術(shù)已經(jīng)被證明有很好的經(jīng)濟(jì)性。

熱泵裝置只需消耗少量的高質(zhì)能量就能得到比較多的熱能，減少了能源的浪費(fèi)。在大多數(shù)應(yīng)用中，熱泵蒸發(fā)的能量消耗比單效或多效蒸發(fā)的低得多，并且熱泵技術(shù)的采用可以取代大量的鍋爐房，節(jié)省燃料、減少大氣的污染、余熱得到利用的同時(shí)也減少了熱污染，因而使城市的環(huán)境衛(wèi)生必然得到改善，也有利于生態(tài)平衡。熱泵蒸發(fā)是一種低能耗的十分可靠的蒸發(fā)方法，由于節(jié)能和穩(wěn)定已經(jīng)在化工過程中取得了廣泛的應(yīng)用 。2100433B

由于早期的蒸發(fā)技術(shù)能耗很大，為了節(jié)約能源，也是為了最大限度的減小向環(huán)境排放帶有物料的二次蒸汽而污染環(huán)境，隨著化工技術(shù)的發(fā)展以及節(jié)能技術(shù)的要求，人們又開發(fā)了多效蒸發(fā)裝置。由前文分析可知，直接蒸發(fā)能耗巨大是由于沒有利用從物料蒸發(fā)出的二次蒸汽的能量。而多效蒸發(fā)充分的利用了該余熱，節(jié)約了能源。第一效蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽并未直接冷凝排放，而是作為下一效的加熱熱源，以此類推。最后一效產(chǎn)生的二次蒸汽由于其溫度和壓力較低沒有多大的利用價(jià)值直接冷凝排放。

由于多效蒸發(fā)的常用性，很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行研究。李珊對(duì)三效并流蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行熱力學(xué)優(yōu)化，提出將第一效的部分二次蒸汽作為第三效的加熱蒸汽，以保證蒸汽平衡。梁虎對(duì)多效并流蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，用來濃縮NaOH溶液，在利用二次蒸汽的同時(shí)，考慮向各效補(bǔ)充適量的生蒸汽，這樣有點(diǎn)類似于蒸汽平流，但優(yōu)化結(jié)果表明，在最優(yōu)條件下，前一效的二次蒸汽剛好是下一效的二次蒸汽量，而無需補(bǔ)充生蒸汽。周大軍對(duì)三效并流加熱泵蒸發(fā)的多效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括開環(huán)熱泵流程和閉環(huán)熱泵流程。阮奇等人對(duì)并流多效蒸發(fā)進(jìn)行了深入的研究，研究結(jié)果表明，加入冷凝水閃蒸這一節(jié)能措施可以充分利用冷凝水的汽化潛熱。HassamT.El-Dessouky等人采用平流多效蒸發(fā)來進(jìn)行海水淡化處理，提出采用冷凝水閃蒸的節(jié)能措施，并應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，通過對(duì)兩種流程(單純平流和平流與錯(cuò)流相結(jié)合)的比較，得出性能最好的是平流與錯(cuò)流相結(jié)合的流程的結(jié)論。Yousef、RichardS.J、HishamM等分別對(duì)各種海水淡化技術(shù)進(jìn)行了評(píng)估，文章表明了海水淡化領(lǐng)域多效蒸發(fā)占的分額很少，主要以多級(jí)閃蒸(MSF)和反滲透(RO)技術(shù)占了絕大部分，但是在制糖、黑液處理等領(lǐng)域仍然以多效蒸發(fā)為主。

蒸發(fā)濃縮就是使含有不揮發(fā)溶質(zhì)的溶液沸騰汽化并移出蒸汽，從而使溶液中溶質(zhì)的濃度提高的過程，是現(xiàn)階段最常使用的濃縮技術(shù)。它不僅在食品藥品濃縮中常用，在海水淡化、廢水處理等行業(yè)中，使用也是非常廣泛。

在化工實(shí)際操作中，蒸發(fā)的形式多種多樣，有單效蒸發(fā)、多效蒸發(fā)，還有最近常用的熱泵蒸發(fā)。由于在食品醫(yī)藥行業(yè)的蒸發(fā)操作中，為了適應(yīng)熱敏性物料的蒸發(fā)濃縮，也為了降低能耗，蒸發(fā)濃縮技術(shù)往往需要在低溫的條件下進(jìn)行，所以低溫蒸發(fā)濃縮技術(shù)是食品醫(yī)藥行業(yè)中重要的技術(shù)。

化工生產(chǎn)過程中的蒸發(fā)是使物料中的溶劑(通常是水)由液體變成氣體的過程。蒸發(fā)過程能量消耗特別大，這也是很多化工廠的能耗在蒸發(fā)工藝上所占據(jù)的比例特別高的原因所在。據(jù)了解，中藥生產(chǎn)企業(yè)在藥材提取后的濃縮工段所消耗的蒸汽量大約占到全廠總用汽量的2/3，甚至多達(dá)80%，因此，對(duì)此問題進(jìn)行分析和尋求解決的途徑會(huì)對(duì)企業(yè)的節(jié)能工作起著十分重要的作用。對(duì)于蒸發(fā)操作來說，如何回收二次蒸汽的余熱對(duì)于減少企業(yè)生產(chǎn)成本有重要意義 。

蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中的另一種熱交換設(shè)備，是制冷劑在低溫下吸熱的熱交換器．在蒸發(fā)器中，制冷劑液體在較低的溫度下沸騰，轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵猓⑽毡焕鋮s物體或介質(zhì)的熱量。所以蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中制取冷量和輸出冷量的設(shè)備。按被冷卻介質(zhì)的特性，蒸發(fā)器可分為冷卻液體載冷劑的及冷卻空氣的兩大類。