一种双效错流MVR蒸发浓缩系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双效错流MVR蒸发浓缩系统，包括料液流程子系统、错流蒸汽压缩子系统和余热回收子系统。在料液流程子系统中料液经余热回收子系统预热、生蒸汽加热达到泡点后进行一效蒸发，产出的二次蒸汽经一效压缩机压缩后作为二效蒸发的热源，一效浓缩的料液经一效出料泵送到二效蒸发器继续蒸发浓缩，产出的二次蒸汽经二效压缩机压缩作为一效蒸发的热源，完成液经二效出料泵排出系统。系统的进料速度、预热温度、循环流量、压缩机工作压差等在PLC精确控制下运行。本发明专利技术与单效MVR蒸发浓缩系统比较，蒸汽压缩机运行压差降低，可节省25％至40％的电耗，蒸发浓缩费用降低，大幅减少造成温室效应的二氧化碳排放。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及蒸发浓缩
，特别涉及一种双效错流MVR蒸发浓缩系统。
技术介绍
近年因化石能源价格以及全球对减少碳排放的迫切需求，传统多效蒸发已经不适应此需求，因此MVR蒸发浓缩技术得以在全球范围内特别是发达国家得到广泛的应用。在中国，MVR技术应用的广度和深度自2009年以来也以爆炸的速度快速发展，与之配套的装备制造技术和工艺技术应用也日臻成熟，已经开发出匹配机械压缩蒸发工况需求的具有商业价值的竖直列管式降膜蒸发器(管程蒸发)、水平列管式降膜蒸发器(壳程蒸发)以及强制循环蒸发器的MVR蒸发装置。现有的单效MVR蒸发浓缩技术受限于蒸汽压缩机的技术极限，其浓缩比往往有限，比较经济的最终浓缩浓度为40％左右。针对固溶物溶解度较大而浓缩比要求较高的情况，单效MVR工作方式已经不能满足需要，往往需增加以新鲜蒸汽加热的蒸发器进一步浓缩。尽管如此，尽可能降低MVR蒸发能耗是众多MVR装备制造商一直在努力追求的工作。在MVR制造和应用的领域，一个众所周知的认知是蒸汽压缩机的功耗取决于对二次蒸汽压缩的饱和温升或者说压缩机出口与吸入口之间的压差，压缩机功耗与压缩比呈指数的关系，因此设法降低出入口之差压是进一步降低能耗的关键。相关的化学工程手册中关于机械压缩的热力学计算：对1kg/s的气体(水蒸气、VOC蒸汽或其他气体)的绝热压缩功耗可以用以下公式来表达： W = ( γ γ - 1 ) ( 8.31 M r ) T 1 [ ( p 2 p 1 ) n - 1 ] k J / k g ]]>其中：n＝(γ-1)/γηE且p2/p1就是压缩比式中：W——气体压缩的功率消耗γ——气体的绝热指数，水蒸汽为1.31；Mr——相对分子质量，水为18；p1——压缩前的蒸汽压力(Pa)；p2——压缩后的蒸汽压力(Pa)；T1——压缩前的蒸汽温度(K)；ηE——压缩机效率；不同形式压缩机效率：透平离心式为0.75～0.85；轴流式为0.85～0.9；罗茨式为0.5～0.6。前述的三效蒸发浓缩方式存在能耗消耗大，环境效益和经济效益低等问题，而单效MVR蒸发则存在应用范围局限的问题，本专利技术以继续降低能耗、扩宽MVR蒸发浓缩的适用范围为目的进行了有益的探索和实践。
技术实现思路
本专利技术提供了一种继续降低蒸发浓缩能源消耗、环境效益和经济效益高且适用范围比单效MVR蒸发系统更宽的双效错流MVR蒸发浓缩系统。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种双效错流MVR蒸发浓缩系统，包括料液流程子系统、错流蒸汽压缩子系统、余热回收子系统；所述料液流程子系统是指：料液进入系统后首先经余热回收子系统预热，然后在一效循环管路接入与一效循环料液混合后经预热器用外接生蒸汽继续预热至泡点后进入一效蒸发，在一效蒸发器料液蒸发并初步浓缩，产出的初步浓缩物和二次蒸汽进行一效分离，分离后的部分料液返回一效蒸发和分离循环、部分料液进行二效蒸发和二效分离得到浓缩液经出料泵排出系统；所述错流蒸汽压缩子系统是指：一效蒸发分离产出的二次蒸汽经一效压缩机压缩后作为二效蒸发的热源，二效蒸发分离产出的二次蒸汽经二效压缩机压缩后作为一效蒸发的热源；所述余热回收子系统是指：把汽-液换热器、一效预热器、一效蒸发器、二效蒸发器排出的高温不凝气体、高温冷凝水回收到冷凝水收集罐，然后高温不凝气经余热回收系统的汽-液换热器、不凝气分离器后排出系统，而高温冷凝水经余热回收系统的液-液换热器、冷凝水泵排出系统。进一步地，所述的料液流程子系统包括：原料罐、进料泵、液-液换热器、汽-液换热器、一效预热器、一效蒸发器、一效循环泵、一效出料泵、一效两相分离器、二效蒸发器、二效循环泵、二效出料泵及二效两相分离器，所述原料罐、进料泵、液-液换热器冷侧、汽-液换热器冷侧依次串联连接，一效循环泵的出口与一效预热器的入口连接，汽-液换热器的冷侧出口连接到一效循环泵出口与一效预热器连接的管道上，一效预热器的出口与一效蒸发器上管箱连接，一效蒸发器的下管箱侧部料液出口与一效循环泵入口连接，一效两相分离器底部料液出口与一效蒸发器下管箱的料液入口连接，一效蒸发器下管箱底出口与一效出料泵入口连接；二效循环泵的出口与二效蒸发器上管箱入口连接，一效出料泵出口连接到二效循环泵出口与二效蒸发器上管箱入口之间的连接管上，所述二效循环泵的入口与二效蒸发器的下管箱底侧连接，二效两相分离器液相出口与二效蒸发器下管箱连接，二效蒸发器下管箱底部出口与二效出料泵入口连接。进一步地，所述的错流蒸汽压缩子系统包括所述的错流蒸汽压缩子系统包括：一效两相分离器、一效蒸发器、二效两相分离器、二效蒸发器、一效压缩机、二效压缩机，所述一效蒸发器下管箱蒸汽出口与一效两相分离器入口连接，所述一效两相分离器蒸汽出口与一效压缩机入口连接，所述一效压缩机的出口与二效蒸发器的蒸汽入口连接，所述二效蒸发器下管箱蒸汽出口与二效两相分离器入口连接，二效两相分离器蒸汽出口与二效压缩机入口连接，所述二效压缩机的出口与一效蒸发器的蒸汽入口连接。进一步地，所述的余热回收子系统包括：一效蒸发器、二效蒸发器、一效预热器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双效错流MVR蒸发浓缩系统，其特征在于，包括料液流程子系统、错流蒸汽压缩子系统、余热回收子系统；所述料液流程子系统是指：料液进入系统后首先经余热回收子系统预热，然后在一效循环管路接入与一效循环料液混合后经预热器用外接生蒸汽继续预热至泡点后进入一效蒸发，在一效蒸发器料液蒸发并初步浓缩，产出的初步浓缩物和二次蒸汽进行一效分离，分离后的部分料液返回一效蒸发和分离循环、部分料液进行二效蒸发和二效分离得到浓缩液经出料泵排出系统；所述错流蒸汽压缩子系统是指：一效蒸发分离产出的二次蒸汽经一效压缩机压缩后作为二效蒸发的热源，二效蒸发分离产出的二次蒸汽经二效压缩机压缩后作为一效蒸发的热源；所述余热回收子系统是指：把汽‑液换热器、一效预热器、一效蒸发器、二效蒸发器排出的高温不凝气体、高温冷凝水回收到冷凝水收集罐，然后高温不凝气经余热回收子系统的汽‑液换热器、不凝气分离器后排出系统，而高温冷凝水经余热回收子系统的液‑液换热器、冷凝水泵排出系统。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双效错流MVR蒸发浓缩系统，其特征在于，包括料液流程子系统、错流蒸汽压缩子系统、余热回收子系统；所述料液流程子系统是指：料液进入系统后首先经余热回收子系统预热，然后在一效循环管路接入与一效循环料液混合后经预热器用外接生蒸汽继续预热至泡点后进入一效蒸发，在一效蒸发器料液蒸发并初步浓缩，产出的初步浓缩物和二次蒸汽进行一效分离，分离后的部分料液返回一效蒸发和分离循环、部分料液进行二效蒸发和二效分离得到浓缩液经出料泵排出系统；所述错流蒸汽压缩子系统是指：一效蒸发分离产出的二次蒸汽经一效压缩机压缩后作为二效蒸发的热源，二效蒸发分离产出的二次蒸汽经二效压缩机压缩后作为一效蒸发的热源；所述余热回收子系统是指：把汽-液换热器、一效预热器、一效蒸发器、二效蒸发器排出的高温不凝气体、高温冷凝水回收到冷凝水收集罐，然后高温不凝气经余热回收子系统的汽-液换热器、不凝气分离器后排出系统，而高温冷凝水经余热回收子系统的液-液换热器、冷凝水泵排出系统。2.根据权利要求1所述的双效错流MVR蒸发浓缩系统，其特征在于，所述的料液流程子系统包括：原料罐、进料泵、液-液换热器、汽-液换热器、一效预热器、一效蒸发器、一效循环泵、一效出料泵、一效两相分离器、二效蒸发器、二效循环泵、二效出料泵及二效两相分离器，所述原料罐、进料泵、液-液换热器冷侧、汽-液换热器冷侧依次串联连接，一效循环泵的出口与一效预热器的入口连接，汽-液换热器的冷侧出口连接到一效循环泵出口与一效预热器连接的管道上，一效预热器的出口与一效蒸发器上管箱连接，一效蒸发器的下管箱侧部料液出口与一效循环泵入口连接，一效两相分离器底部料液出口与一效蒸发器下管箱的料液入口连接，一效蒸发器下管箱底出口与一效出料泵入口连接；所述二效循环泵的出口与二效蒸发器上管箱入口连接，一效出料泵出口连接到二效循环泵出口与二效蒸发器上管箱入口之间的连接管上，所述二效循环泵的入口与二效蒸发器的下管箱底侧连接，二效两相分离器液相出口与二效蒸发器下管箱连接，二效蒸发器下管箱底部出口与二效出料泵入口连接。3.根据权利要求1所述的双效错流MVR蒸发浓缩系统，其特征在于，所述的错流蒸汽压缩子系统包括：一效两相分离器、一效蒸发器、二效两相分离器、二效蒸发器、一效压缩机、二效压缩机，所述一效蒸发器下管箱蒸汽出口与一效两相分离器入口连接，所述一效两相分离器蒸汽出口与一效压缩机入口连接，所述一效压缩机的出口与二效蒸发器的蒸汽入口连接，所述二效蒸发器下管箱蒸汽出口与二效两相分离器入口连接，二效两相分离器蒸汽出口与二效压缩机入口连接，所述二效压缩机的出口与一效蒸发器的蒸汽入口连接。4.根据权利要求1所述的双效错流MVR蒸发浓缩系统，其特征在于，所述的余热回收子系统包括：一效蒸发器、二效蒸发器、一效预热器、冷凝水收集罐、液-液换热器、汽-液换热器、冷凝水泵、不凝气分离器，所述一效蒸发器和二效蒸发器冷凝水出口、一效蒸发器和二效蒸发器的不凝气出口、一效预热器的冷凝水出口分别与冷凝水收集罐连接，冷凝水收集罐上部的不凝气出口、汽-液换热器热侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄长雄，蒋刚健，张宗劲，
申请(专利权)人：江门市佰川环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44