MVR蒸发器在蒸发结晶工艺中的技术应用_制药技术_技术

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MVR蒸发器在蒸发结晶工艺中的技术应用

时间：2017-01-10

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核心提示：臻荣科技自主研发了新一代MVR蒸发器该设备克服了高温高压水蒸气对压缩机的高强度腐蚀、不稳定性、温差小等缺点，实现了蒸发过程

臻荣科技自主研发了新一代MVR蒸发器——该设备克服了高温高压水蒸气对压缩机的高强度腐蚀、不稳定性、温差小等缺点，实现了蒸发过程中的全自动化控制和低温蒸发。由于蒸发不需要锅炉，并可循环使用水资源，由此达到了节能降耗的目标。
     在蒸发设备应用中，有3种工艺涉及能耗较大：一是溶液中含有不挥发性溶质，由于溶液浓度较高，在相同压力下蒸发，要达到溶液的沸点所需能量较高;二是在物料及工艺特性物料浓缩过程中，由于溶质或杂质常在加热表面沉积、析出结晶而形成垢层，影响到传热而耗能较大;三是在溶剂汽化过程中，由于溶剂汽化潜热较大，而余热能量回收很少，浪费了应该节省的能耗。臻荣科技自主研发了新一代MVR蒸发器，该设备克服了高温高压水蒸气对压缩机的高强度腐蚀、不稳定性、温差小等缺点，实现了蒸发过程中的全自动化控制和低温蒸发。由于蒸发不需要锅炉，并可循环使用水资源，由此达到了节能降耗的目标。

MVR蒸发器技术原理与实现

    MVR蒸发器技术原理概述。MVR是重新利用它自身产生的二次蒸汽能量，从而减少对外界能源需求的一项技术。MVR蒸发器——机械式蒸汽再压缩蒸发器，是利用高能效蒸汽压缩机将物料中产生的二次蒸汽进行压缩，把电能转换成热能，以提高二次蒸汽的焓值。被提高热能的二次蒸汽压入蒸发室进行加热，以达到循环利用二次蒸汽已有的热能，从而不需要外部新鲜蒸汽，依靠蒸发器自循环来实现蒸发浓缩之目的。MVR蒸发器通过PLC、单片机、组态等形式来控制系统温度、压缩机马达转速，使系统保持蒸发平衡，当达到设定浓度时进行出料。

    用于气体压缩的机器是按照正位移原理或动力学原理来操作的。在正位移机器中，机器活动件将吸入室和压力室分隔开，操作室的体积减少而气体压力升高。在使用往复式压缩机的情况下，这样的过程通过气缸内活塞的运动来实现的。在动力式机器中，通过叶轮片高周速的旋转供给气体能量。气体首先被加速，然后通过位于叶轮下游的扩散器减速，这样高速度转化为压力能。根据流体通过叶轮的方向，将相关设备称为轴流、混流或离心式压缩机。由于蒸发装置经常是在真空范围内操作，加热表面负荷中等且温差小，所以通常采用离心式再压缩机。

    MVR蒸发器工作原理概述。从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。这样，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。

    为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便，经常使用单效离心再压缩器，也可以是高压风机或透平压缩器。这些机器在1：1.2到1：2压缩比范围内其体积流量较高。对于低的蒸发速率，也可用活塞式压缩机、滑片压缩机或是螺杆压缩机。 MVR蒸发器节能实现原理。多效蒸发过程中，蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源，只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量，使其温度(压力)提高。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽，而MVR蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽。

    溶液设计在一个降膜蒸发器里，通过物料循环泵在加热管内循环。初始蒸汽用新鲜蒸汽在管外给热，将溶液加热沸腾产生二次汽;产生的二次汽由涡轮增压风机吸入，经增压后二次汽温度提高，并作为加热热源进入加热室循环蒸发。正常启动后，涡轮压缩机将二次蒸汽吸入，经增压后变为加热蒸汽，由此源源不断进行循环蒸发。蒸发出的水分最终变成冷凝水排出。

    由于成本原因，单级离心压缩机和高压风机被普遍用于机械蒸汽再压缩系统。离心压缩机是体积控制机器，即无论吸入压力多大，体积流率几乎保持恒定。而质量流量的变化与绝对吸入压力成比例。

MVR蒸发器技术方案与工艺应用

    MVR蒸发器技术设计方案。MVR蒸发设备主要由单效或双效蒸发器、分离器、压缩机、真空泵、循环泵、操作平台、电器仪表控制柜及阀门、管路等系统组成，主要设计方案如下：(1)中小型的MVR蒸发器，占地面积在10 m2~50 m2的范围内，可以设计成移动式结构，便于安装、调试和运输;(2)加热器采用板式强制循环蒸发器，在蒸发器板间不产生蒸发，物料在分离器中闪蒸;配合循环泵使用，可实现循环蒸发，保证其达到蒸发浓度;因具有多效降膜蒸发器物料流速高、不宜结垢、传热系数大等优点，所以加热器内部料液不会发生相变，避免了物料在设备内结垢结晶堵塞所造成的危险;(3)由于溶液在加热器中通过蒸汽进行换热，换完热的溶液在高温中进入分离器，在分离器中产生闪蒸，蒸发所产生的二次蒸汽中，往往携带着大小不等的液滴。为了防止大液滴从二次蒸汽出口飞溅出去，该装置配备臻荣科技自主研发的除沬器，在分离器内及二次蒸汽出口设置了折流式、旋流式并连的曲折通道除雾装置。由此有效地防止了液滴夹带料液的现象，延长了设备的使用寿命。

    MVR蒸发器技术性能指标包括：(1)蒸发能力：5 L/h~60 t/ h;(2)蒸发温度：40℃~100℃;(3)蒸发每吨水耗电量：25 KW-100 KW;(4)鲜蒸汽消耗量：0 t/h;(5)进料含固量：无要求;(6)出料含固量：可以直接蒸发到结晶;(7)蒸发模式：降膜、升膜、强制循环等多种方式。

    MVR蒸发器制药工艺应用案例。MVR蒸发器集多效降膜蒸发器于一体，特别适合于热敏性物料的蒸发，主要运用于果汁、牛奶、药液提取浓缩等相关领域。2013年，广东宝丹制药成功应用了温州臻荣科技有限公司研发的MVR蒸发器，获得了以下高效节能效益：MVR系统每蒸发一吨水的耗电量约为18˚~40˚电(随物料特性和处理量而变化)，能节省90%的冷凝水，并减少50%的占地面积;MVR蒸发器比传统的四效蒸发器节能60%以上，而运行成本仅是传统四效蒸发器的1/3;MVR蒸发器采用工业电源，不用烧煤和油，没有CO2和SO2的排放;MVR蒸发器还能够解决制药工艺中的管壁堵塞难题，其平均能耗比同行企业的产品能耗降低至少25%。

MVR蒸发器应用总结

    (1)MVR蒸发器在技术上可以完全替代传统的多效降膜蒸发器，凡单效及多效蒸发器适用的物料和工艺，均适合采用MVR蒸发器;(2)MVR蒸发器具有自动化程度高、操作成本低、运行平稳等优点，可以实现蒸发温度17℃~ 40℃的低温蒸发，而无需冷冻水系统;(3)通过二次蒸汽回用技术，蒸汽冷凝水的COD和BOD值以及氨氮含量远低于传统多效蒸发器的指标，达到了国家规定的排放标准。

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