MVR蒸發(fā)器在能源回收、環(huán)保、冶金、電鍍、制藥、鋰電、食品、化工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，隨著這些行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，蒸發(fā)器的市場(chǎng)需求將持續(xù)增長(zhǎng)。

在蒸發(fā)器系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常伴隨著許多復(fù)雜的數(shù)值和計(jì)算，如傳熱量的計(jì)算、處理量與濃縮率的計(jì)算等等都是非常復(fù)雜和麻煩的事情，一大堆的計(jì)算公式讓很多同行望而卻步，更有甚者很多工程師僅憑借工作經(jīng)驗(yàn)，就去估算數(shù)值，缺乏理論依據(jù)和科學(xué)數(shù)據(jù)支撐，最后發(fā)現(xiàn)造出來(lái)的蒸發(fā)器是錯(cuò)誤的或者跟實(shí)際是有偏差的；這種情況在同行中普遍存在。

面對(duì)行業(yè)亂象，湖北開(kāi)達(dá)結(jié)晶作為蒸發(fā)器系統(tǒng)核心技術(shù)工藝的設(shè)計(jì)者、指引者和傳播者，多年以來(lái)專(zhuān)注于蒸發(fā)器節(jié)能增效工藝技術(shù)和產(chǎn)品的研究、應(yīng)用及推廣。為了讓更多同行技術(shù)人員能夠掌握精確的蒸發(fā)器工藝設(shè)計(jì)計(jì)算和科學(xué)的應(yīng)用方法，開(kāi)達(dá)結(jié)晶聯(lián)合技術(shù)總工劉殿宇總工程師，推出公益知識(shí)講解，希望促進(jìn)行業(yè)共同進(jìn)步。

下面通過(guò)劉殿宇總工程師的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)說(shuō)明《雙效MVR蒸發(fā)器的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算》原理。

(1)主要物料參數(shù)

物料介質(zhì)為含氯化銨的廢水,蒸發(fā)器生產(chǎn)能力:5000kg/h,pH值:5,進(jìn)料黏度:10cP,進(jìn)料總質(zhì)量分?jǐn)?shù):15%,原料溫度:30℃,出料總質(zhì)量分?jǐn)?shù):45%,一效加熱溫度:107℃℃,蒸發(fā)溫度:85℃,二效加熱溫度107°℃,蒸發(fā)溫度87℃,使用蒸汽壓力0.2MPa,原料液及蒸發(fā)后狀態(tài)參數(shù)如表8-3、表8-4所示,蒸發(fā)器狀態(tài)參數(shù)如表8-5所示。試計(jì)算:各預(yù)熱級(jí)預(yù)熱面積;蒸汽耗量;各效換熱面積;強(qiáng)制循環(huán)泵流量及揚(yáng)程冷凝器換熱面積;冷卻水耗量,分離機(jī)的處理量。

(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

本蒸發(fā)器為MVR蒸發(fā)器,是一臺(tái)蒸汽壓縮機(jī)同時(shí)抽吸兩效二次蒸汽并將其壓縮提高其溫壓去同時(shí)作為兩效加熱熱源,一效為降膜式蒸發(fā)器,二效為強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。根據(jù)原料液溫度為30℃℃,溫度較低,需要逐級(jí)預(yù)熱將原料液的溫度提到到沸點(diǎn)或以上的溫度,即本蒸發(fā)系統(tǒng)是利用蒸發(fā)器殼程冷凝水、殼程蒸汽及一次蒸汽對(duì)原料進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱至一效沸點(diǎn)以上的溫度,先進(jìn)入降膜式蒸發(fā)器蒸發(fā),經(jīng)過(guò)降膜式蒸發(fā)器蒸發(fā)完的料液再進(jìn)入到強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)?？紤]到料液在蒸發(fā)過(guò)程中霧沫比較多,二次蒸汽會(huì)產(chǎn)生大量霧沫夾帶,所以,在工藝流程上設(shè)置洗氣塔,二次蒸汽先進(jìn)入洗氣塔經(jīng)過(guò)二次分離后二次蒸汽才進(jìn)入到壓縮機(jī)中被壓縮,與物料接觸部位全部采用TA2材質(zhì)制造,蒸汽壓縮機(jī)葉輪采用TC4材質(zhì)制造,蝸殼采用316L。除了泵閥等全部進(jìn)行保溫處理。采用全自動(dòng)控制,其工藝流程如圖8-10所示。

(3)物料衡算

進(jìn)料量按下式計(jì)算:

壓縮機(jī)將二蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽全部回收壓縮同時(shí)供給兩套蒸發(fā)器,由于一套為降膜式蒸發(fā)器,一套為含奧斯陸結(jié)晶的強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器,二蒸發(fā)器串聯(lián)使用。考慮降膜式蒸發(fā)器生產(chǎn)效率較高在蒸發(fā)量分配上也有所傾斜。

降膜式蒸發(fā)器:2800kg/h,強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器:2200kg/h。

降膜式蒸發(fā)器出料濃度:

(4)熱量衡算

物料進(jìn)入蒸發(fā)器前按30℃計(jì)算,本例采用三個(gè)預(yù)熱級(jí)使物料溫度升至80℃,第一段采用蒸發(fā)器殼程冷凝水預(yù)熱,第二段采用殼程蒸汽對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱,第三段采用一次蒸汽對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱。

(5)預(yù)熱面積計(jì)算

① 第一級(jí)預(yù)熱面積計(jì)算

第一級(jí)是采用蒸發(fā)器殼程冷凝水對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱采用板式換熱器進(jìn)行預(yù)熱,按逆流計(jì)算傳熱溫差,這里冷凝水溫度按95℃計(jì)算。

本例能夠氣化成飽和蒸汽的噴淋水量按153kg/h計(jì)算,按1000kg/h選擇噴淋水泵

② 第二級(jí)預(yù)熱面積計(jì)算

第二級(jí)預(yù)熱是利用蒸發(fā)器殼程蒸汽進(jìn)行預(yù)熱,按并流計(jì)算傳熱溫差

③第三級(jí)預(yù)熱面積計(jì)算

第三級(jí)預(yù)熱是利用一次蒸汽進(jìn)行預(yù)熱,按并流計(jì)算傳熱溫差。

(6)沸點(diǎn)溫度計(jì)算

① 一效降膜式蒸發(fā)器沸點(diǎn)升高計(jì)算

料液蒸發(fā)時(shí)溫度差損失計(jì)算:

氯化銨飽和水溶液常壓下的沸點(diǎn)為115.6℃。本例二效氯化銨飽和溶液常壓下沸點(diǎn)溫度按15.6℃估算。

因蒸汽壓下降而引起的沸點(diǎn)升高按下式計(jì)算:

② 二效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器沸點(diǎn)升高計(jì)算

(7)蒸發(fā)器換熱面積計(jì)算

用于一效加熱的蒸汽耗量計(jì)算:

(8)強(qiáng)制循環(huán)泵的流量揚(yáng)程

循環(huán)泵流量計(jì)算:

分為雙管程雙殼程

(9)冷凝器的計(jì)算

按對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)算傳熱溫差:

(10)蒸汽壓縮機(jī)的選擇

本例蒸汽壓縮機(jī)溫升為22°℃,基本上是壓縮機(jī)的最大溫升值,107℃℃二次蒸汽量為5855.67kg/h。才能保證蒸發(fā)量為5000kg/h。本例蒸汽壓縮機(jī)排出口量為5153kg/h,二次蒸汽被壓縮回去作為加熱熱源,其熱量分配分為三部分,一部分維持蒸發(fā),一部分預(yù)熱,還有一部分就是蒸發(fā)過(guò)程中的熱損失。應(yīng)將計(jì)算出的熱量及用途一并交給壓縮機(jī)廠進(jìn)行壓縮機(jī)型號(hào)選參考。

(11)進(jìn)蒸汽總管道直徑的確定

對(duì)降膜式蒸發(fā)器可按每蒸發(fā)1t水需要0.03~0.05t生蒸汽確定生蒸汽管道直徑,強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器可按每蒸發(fā)1t水需要0.1t生蒸汽確定生蒸汽管道直徑:

好了，今天的課程我們講解到這里，總結(jié)一下，這個(gè)計(jì)算過(guò)程應(yīng)用起來(lái)還是有點(diǎn)難度，需要一些行業(yè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，各位同行可以試著應(yīng)用一下。如有需要交流的也可留言或聯(lián)系我們溝通探討。

下次課程，我們?cè)僖?jiàn)，敬請(qǐng)期待哦。