機械蒸汽再壓縮蒸發結晶系統研究

張承前

（山東科技大學機械電子工程學院，山東 青島 266510）

1 機械蒸汽再壓縮機技術的研究現狀

機械蒸汽再壓縮作為一種高效的二次蒸汽熱能回收在國外發展得比較成熟，得到廣泛應用，并在節約能耗、減少環境污染方起到了顯著作用。而我國在上世紀70年代，受能源危機的影響，才有了機械蒸汽再壓縮技術的發展，到現在我國的機械蒸汽再壓縮技術尚處在研發階段，整體技術遠遠落后于西方發達國家。

2 傳統多效蒸發與MV R蒸發

2.1 多效蒸發

蒸發過程主要分為單效蒸發和多效蒸發，單效蒸發：蒸發裝置中只裝有一個蒸發器，蒸發產生的二次蒸汽通過冷凝器冷凝排放，不經再次利用，稱為單效蒸發；多效蒸發：將幾個蒸發器串聯使用，一般是將上一級的蒸發器產生的二次蒸汽作為下一級蒸發器的加熱熱源，加熱蒸汽冷凝放熱，料液吸收熱量繼續產生二次蒸汽，根據蒸發器的串聯個數分為二效、三效、四效、五效等等，最后一個蒸發器內產生的二次蒸汽通過冷凝器冷凝排放，這樣的蒸發過程也就被稱為多效蒸發。采用單效蒸發器蒸發1kg水，至少需要1kg的生蒸汽，而采用雙效蒸發器蒸發1kg水，理論上只需要0.5kg的生蒸汽，比單效蒸發節約了近一半的的能耗。而效數越多節能效果越好。因此采用多效蒸發大大減少了生蒸汽的使用率，提高了一次蒸汽的利用率。

2.2 MV R蒸發

機械蒸汽再壓縮是一種高效節能環保技術，此技術主要重新利用蒸發器內產生的二次蒸汽能量，從而減少對外界能源需求的一種節能技術。其具體過程是將蒸發過程中產生的二次蒸汽經過機械蒸汽壓縮機（壓縮介質一般為水蒸氣）壓縮，溫度、壓力上升，熱洽值增加，這樣經過壓縮后蒸汽可以用作加熱熱源直接進入加熱外管對溶液加熱，二次蒸汽釋放其潛熱冷凝成冷凝水，料液吸收其潛熱產生新的二次蒸汽，二次蒸汽又被吸入到機械蒸汽壓縮機內壓縮，這樣源源不斷進行循環蒸發。

2.3 MV R蒸發器與多效蒸發器的比較

蒸發I噸蒸汽多效蒸發所需生蒸汽量與采用MVR技術的能耗比較，見表1。

工業上常用蒸發為雙效、三效、四效蒸發;五效蒸發之后基本沒有。一是因為多效蒸發效數越多設備費用越為龐大，二是五效之后在添加效數效果并不明顯。

表1 MV P與多效蒸發的比較

從表1中的數據可得出采用MVR技術相對于傳統蒸發具有較為明顯的節能。其中較雙效蒸發平均節能76%，較三效蒸發平均節能66%，較四效蒸發平均節能54%，較五效蒸發平均節能49%。

數據顯示MVR蒸發器的節能效果明顯，一次能源利用率系數達八效。前面引用的很多文獻中也對MVR蒸汽與傳統的多效蒸發相比較，毫無疑問，MVR蒸發會給社會帶來更多的經濟、節能效益。

3 MV R蒸發器研究的主要方向

目前對蒸發、結晶原理和過程的了解不僅幫助我們解決生產工藝中的問題，更重要的是幫助我們對其耗能分析。在目前，在保證生產目的的情況下，不斷通過各種方式追求節減能耗。蒸發節能方式最主要的2個出發點在于:（1）通過對現有設備本身改進，運用更合理材質、采取更合理的結構等等，提高設備的傳熱效率，減少能耗損失，從而提高設備的運行效率，或增加設備產能己達到單位能耗的降低。（2）通過對生產工藝的研究，尋求便于生產的工藝路徑:例如蒸發過程從以前的單效蒸發到如今大部分公司采用的多效蒸發;熱力式蒸汽再壓縮到機械蒸汽在壓縮，我們一直在致力于需求最高效的節能技術。

4 結語

MVR蒸發器有著廣泛的應用，不但可使用在化工、果汁濃縮、食品發酵、牛奶等工藝上的蒸發濃縮，還可以使用在高濃度無機廢水和有機廢水的零排放解決方案上，我國的污水排放問題也一直沒有得到有效的解決，全國各地很多工廠排放的工業污水遠遠不能達到國際排放標準，機械蒸汽再壓縮技術能有效解決污水排放問題。