[发明专利]一种机械蒸汽再压缩蒸发系统及节能方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械蒸汽再压缩蒸发系统及节能方法，属于蒸发和节能技术领域。

背景技术

MVR是机械蒸汽再压缩技术(Mechanical Vapor Recompression)的简称,是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源需求的一项节能技术。机械蒸汽再压缩是一种蒸发工艺，是用机械方法将蒸发器产生的二次蒸汽再压缩，使其压力、温度上升，提高内能之后，再返回原蒸发器，取代生蒸汽作为热源使用，使二次蒸汽中的潜热得到充分利用，可以达到节能目的。机械蒸汽再压缩技术被广泛应用于化工、制药、食品、造纸、污水处理、海水淡化等行业。

对比现有的MVR系统，由于该系统只需要在启动时，通入生蒸汽作为热源或电加热，而当二次蒸汽产生，系统稳定运行时，不需要外部的热源，系统的能耗仅仅来自压缩机和各类泵的能耗，所以节能效果相当显著。另外，当它运用于盐水脱盐和废水处理时，其缺点是设备费用相当高，设备、管道的结垢与腐蚀较为严重，蒸汽的压缩机价格相当昂贵。为进一步推广MVR的应用范围，结垢和腐蚀问题需要解决，造价和能耗尚需要进一步降低。

结垢和腐蚀的解决方法有：晶种法，超声波法，电子除垢法和采用耐腐蚀材料或对材料进行耐腐蚀处理等。目前各种结垢腐蚀解决方法的缺点如下：

(1)晶种法的缺点是：操作复杂，需要先除暂时性硬度，再进行硫酸钙和硫酸镁的结晶去除。

(2)超声波的缺点是：耗能高，实用性差。

(3)电子除垢的缺点是：具有针对性，只对某种特定的水质适用。

(4)一般耐腐蚀材料的缺点是：导热性较差，不适合做换热器的材料。如聚四氟乙烯的导热系数低于0.2W/m·k，传热效果差，需庞大的传热器面积和体积。最先进的德国进口CALORPLAST塑料换热器，其换热系数也只有650W/m2·℃，只及不锈钢换热器的1/4，因而其体积是不锈钢换热器的4倍，造价较高。

现有MVR系统的运行成本和能耗与物料的特性密切相关，特别是当溶液的沸点上升较高时，温差损失大，要求压缩机的压缩比高，能耗和成本会急剧增加，使得MVR的使用不再合理。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种无结垢无腐蚀的机械蒸汽再压缩蒸发系统。

本发明的另一个目的是提出一种传热效率高、体积小、造价低的机械蒸汽再压缩蒸发系统。

本发明的再一个目的是提出能够降低能耗的机械蒸汽再压缩蒸发系统的节能方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种机械蒸汽再压缩系统，包括按照液体流向通过管道顺次连接的原液储槽、预处理器、换热装置、蒸发冷凝装置和冷凝水回收池；

所述蒸发冷凝装置包括通过多个聚合物薄膜分隔设置的蒸发器和冷凝器以及向所述蒸发器提供系统启动热量的电磁感应加热器；

所述换热装置通过循环液系统与所述蒸发器相连；

所述蒸发器通过风机与所述冷凝器相连；

所述循环液系统通过所述换热装置与所述循环液系统的浓缩液储槽相连；

所述冷凝器通过所述换热装置与所述冷凝水回收池相连。

优选的，所述蒸发器的液体出口通过所述循环液系统的循环液泵与所述蒸发器的液体入口相连；

所述蒸发器的液体入口与设置在所述蒸发器内的溢流布液器相连；

所述蒸发器的蒸汽出口通过所述风机与所述冷凝器的蒸汽入口相连。

优选的，所述换热装置包括第一换热器和第二换热器；

所述第一换热器的一次侧一端与所述预处理器相连，其一次侧另一端与所述第二换热器的一次侧一端相连；

所述第二换热器的一次侧另一端与所述循环液系统相连；

所述第一换热器的二次侧一端与所述循环液系统相连，其二次侧另一端与所述浓缩液储槽相连；

所述第二换热器的二次侧一端与所述冷凝器相连，其二次侧另一端与所述冷凝水回收池相连。

优选的，所述聚合物薄膜为聚酰亚胺薄膜或其它具有高导热性的聚合物薄膜，所述聚酰亚胺薄膜的形状为扁形口袋状，所述聚酰亚胺薄膜的导热系数为0.36-2.5W/m·K，厚度为0.025-0.075mm。

优选的，所述聚酰亚胺薄膜的膜面上设置导流带。

优选的，所述机械蒸汽再压缩蒸发系统还包括不凝气体排放系统，所述不凝气体排放系统通过管道与所述蒸发冷凝装置相连，且所述管道上设置有真空泵，所述真空泵与集气罐相连。