Hoy, a medida que la producción industrial continúa buscando alta eficiencia, ahorro de energía y protección del medio ambiente, el evaporador de MVR, como un equipo de evaporación avanzado, está emergiendo gradualmente y se usa ampliamente en muchos campos. MVR es la abreviatura de la recompresión mecánica de vapor. Esta tecnología reduce en gran medida la dependencia de la energía externa al reciclar hábilmente la energía vapor secundaria generada por sí misma, lo que brinda importantes beneficios económicos y ambientales a las empresas. A continuación, echemos un vistazo más profundo al principio de funcionamiento, ventajas únicas y ricos escenarios de aplicaciones de Evaporador MVR . ​

I. Principio de trabajo del evaporador MVR

(I) Principio básico

El principio central del evaporador MVR es usar el compresor para comprimir el vapor secundario generado durante la evaporación. Cuando el material se calienta y se evapora en el evaporador, se generará una gran cantidad de vapor secundario de baja temperatura y baja presión. Estos vapor contienen una cierta cantidad de energía, pero no se pueden usar directamente para calentar el material nuevamente. En este momento, el compresor juega un papel clave. Apesta el vapor secundario de baja temperatura y baja presión y lo comprime a través del trabajo mecánico, lo que aumenta significativamente la temperatura y la presión del vapor, y el valor de la entalpía también aumenta en consecuencia, convirtiéndolo en vapor a alta temperatura y alta presión. Esta parte del vapor comprimido se envía de regreso a la cámara de calentamiento del evaporador y se usa como fuente de calor para calentar el material. En el proceso de liberar calor latente, el vapor se condensa en agua líquida y se descarga, completando la reutilización de la energía. Además, el calor sensible del agua condensada puede usarse aún más para precalentar el material que se evaporará, realizando la utilización de energía de niveles múltiples y mejorar en gran medida la eficiencia térmica. ​

(Ii) Explicación detallada del proceso de trabajo

Evaporación de material: El material a procesar primero ingresa a la cámara de evaporación del evaporador, donde el material se calienta (el calentamiento inicial generalmente se puede hacer mediante una pequeña cantidad de vapor fresco, etc.), y el disolvente (como el agua) comienza a evaporarse, generando vapor secundario. A medida que el proceso de evaporación continúa, el soluto en el material se concentra gradualmente. ​

Compresión de vapor: El vapor secundario generado a partir de la cámara de evaporación ingresa al compresor. Los compresores generalmente incluyen tipos centrífugos y de raíces. Tomando el compresor centrífugo como ejemplo, utiliza un impulsor giratorio de alta velocidad para trabajar en el vapor, aumentando la velocidad y la presión del vapor, lo que alcanza un aumento de temperatura. Por ejemplo, el vapor de agua saturado del evaporador se comprime del estado de succión p1 = 1.9bar, t1 = 119 ℃ a p2 = 2.7bar, t2 = 161 ℃ (relación de compresión π = 1.4). ​

Intercambio de calor y condensación: El vapor comprimido de alta temperatura y alta presión ingresa a la cámara de calentamiento del evaporador e intercambia calor con el material en la cámara de evaporación. El vapor libera calor latente, y el material absorbe el calor y continúa evaporándose. Después de liberar calor, el vapor se condensa gradualmente en agua líquida y se descarga a través de la salida de condensado. ​

Circulación y control: Durante todo el proceso, la temperatura, la presión, el nivel de líquido y otros parámetros en el sistema se controlan en tiempo real a través de sensores. El sistema de control ajusta automáticamente la potencia del compresor, la velocidad de flujo del vapor y la velocidad de alimentación y descarga del material de acuerdo con estos parámetros para garantizar el funcionamiento estable del sistema de evaporación. Por ejemplo, cuando el nivel de líquido en la cámara de evaporación es demasiado alto, la velocidad de flujo de la bomba de descarga aumenta automáticamente; Cuando la temperatura en la sala de calefacción es demasiado baja, el compresor se ajusta para aumentar la temperatura de vapor.

II. Componentes clave del evaporador MVR

(I) Compresor

El compresor es el componente central del evaporador MVR, y su rendimiento afecta directamente la eficiencia operativa y el consumo de energía de todo el sistema. Los tipos comunes de compresores incluyen compresores centrífugos y compresores de raíces.

Compresor centrífugo: Tiene las ventajas del flujo de gran volumen, la estructura compacta y el funcionamiento suave. Utiliza la rotación de alta velocidad del impulsor para permitir que el vapor obtenga energía bajo la acción de la fuerza centrífuga y logre el aumento de presión y temperatura. Es adecuado para sistemas de evaporación a gran escala y puede manejar una gran cantidad de vapor secundario.

Compresor de raíces: Es un compresor de desplazamiento positivo con alta eficiencia en un rango de relación de compresión más bajo. Utiliza dos rotores giratorios sincrónicamente para empujar el vapor desde la entrada de aire hasta la salida de aire para lograr la compresión de vapor. Los compresores de raíces se usan ampliamente en algunas ocasiones en que la relación de compresión no es alta y la velocidad de flujo es relativamente pequeña.

(Ii) evaporador

El evaporador es el lugar donde el material se evapora, y su diseño estructural afecta directamente la eficiencia de la evaporación y la calidad del producto. Los tipos comunes de evaporadores incluyen evaporadores de películas que caen, evaporadores de circulación forzada, etc.
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Evaporador de películas que caen: El material ingresa del distribuidor de líquidos en la parte superior del evaporador, y forma una película líquida uniforme a lo largo de la pared interna del tubo de intercambio de calor bajo la acción de la gravedad y fluye hacia abajo. El vapor de calentamiento calienta el material fuera del tubo, y el material se evapora gradualmente durante el flujo. El evaporador de la película que cae tiene las ventajas de la alta eficiencia de transferencia de calor y el tiempo de residencia de material corto, y es adecuado para la evaporación de materiales sensibles al calor. ​

Evaporador de circulación forzado: El material circula a alta velocidad en el evaporador a través de una bomba de circulación. Después de que el material se calienta en el tubo de calentamiento, ingresa a la cámara de separación de evaporación para la separación de gas-líquido. El evaporador de circulación forzado puede manejar los materiales de alta viscosidad y fácil de cristalizar, y la potencia proporcionada por su bomba de circulación puede evitar efectivamente que el material escala y obstruya en el tubo de calentamiento. ​

(Iii) intercambiador de calor

El intercambiador de calor juega un papel clave en la transferencia de calor en el evaporador MVR. El vapor comprimido de alta temperatura intercambia calor con el material que se evaporará en el intercambiador de calor, transfiere el calor al material y se condensa en agua líquida. La eficiencia de transferencia de calor del intercambiador de calor afecta directamente la tasa de utilización de energía del sistema. Los tipos comunes de intercambiadores de calor incluyen intercambiadores de calor de placa e intercambiadores de calor del tubo. ​

Intercambiador de calor de placa: Se compone de una serie de placas de metal corrugadas apiladas, con canales de fluido formados entre las placas. Tiene las ventajas de una alta eficiencia de transferencia de calor, huella pequeña, fácil limpieza y mantenimiento. ​

Intercambiador de calor del tubo: Se compone de paquetes de tubo, conchas, láminas de tubo y otros componentes. El material y el flujo medio de calentamiento en el lado del tubo y el lado de la carcasa, respectivamente, y el intercambio de calor se lleva a cabo a través de la pared del tubo. El intercambiador de calor del tubo tiene una estructura resistente y es adecuada para condiciones de trabajo de alta temperatura, alta presión y altamente corrosiva. ​

(Iv) Sistema de control ​

El sistema de control es la garantía de la operación estable del evaporador MVR. Monitorea la temperatura, la presión, el nivel de líquido, la velocidad de flujo y otros parámetros en el sistema en tiempo real a través de varios sensores, y ajusta automáticamente la velocidad del compresor, la apertura de la válvula de vapor, la velocidad de flujo de la bomba del material y otros actuadores de acuerdo con la estrategia de control preestablecida para garantizar que el sistema funcione en las mejores condiciones de trabajo. El sistema de control avanzado también tiene funciones de registro de datos y monitoreo remoto, lo que facilita a los operadores para comprender el estado de operación del equipo en tiempo real y analizar datos históricos para proporcionar una base para la optimización y el mantenimiento del equipo.

Iii. Ventajas del evaporador MVR

(I) alta eficiencia energética

Una de las mayores ventajas del evaporador MVR es su eficiencia energética extremadamente alta. El equipo de evaporación tradicional generalmente requiere una gran cantidad de fuente de calor externa (como el vapor) para mantener el proceso de evaporación, mientras que el evaporador MVR reduce en gran medida la demanda de energía externa al reciclar el calor latente del vapor secundario. Según las estadísticas, el evaporador MVR puede ahorrar 50% - 80% del consumo de energía en comparación con los equipos tradicionales de evaporación multi -efectos. Con el aumento de los precios de la energía hoy en día, esto indudablemente aporta un ahorro significativo de costos a las empresas. Por ejemplo, en el proceso de producción de una empresa química, después de adoptar el evaporador MVR, el costo anual de consumo de vapor se redujo por millones de yuanes.

(Ii) bajo costo operativo

Debido a la reducción significativa en el consumo de energía, el costo operativo del evaporador MVR también ha disminuido significativamente. Además, el evaporador MVR generalmente adopta un sistema de control con un alto grado de automatización, lo que reduce la carga de trabajo de operación y mantenimiento manual, y reduce aún más los costos de mano de obra. Al mismo tiempo, su diseño estructural compacto hace que la huella sea más pequeña, reduciendo el costo de la construcción y el arrendamiento de las plantas. En general, el evaporador MVR puede ahorrar muchos costos operativos para las empresas durante la operación a largo plazo. ​

(Iii) buen desempeño ambiental

Un menor consumo de energía significa menos emisiones de gases de efecto invernadero. Durante la operación, el evaporador MVR reduce su dependencia de fuentes de calor externas (como el vapor generado por las calderas a carbón y al petróleo), reduciendo en gran medida la emisión de contaminantes como el dióxido de carbono y el dióxido de azufre, que cumple con los requisitos estrictos de la sociedad actual de protección ambiental. Por ejemplo, en algunas industrias farmacéuticas y alimentarias con requisitos de protección ambiental extremadamente altos, los evaporadores de MVR se usan ampliamente debido a su excelente desempeño ambiental. ​

(Iv) Alta calidad del producto ​

Durante el proceso de evaporación, el evaporador MVR utiliza una diferencia de temperatura más baja para el intercambio de calor, lo que puede evitar efectivamente la degradación de calidad del material debido al sobrecalentamiento. Esta ventaja es particularmente obvia para algunos materiales sensibles al calor (como medicamentos, jugos de frutas, etc.). Bajo condiciones de evaporación de baja temperatura, los ingredientes efectivos en el material pueden conservarse mejor, asegurando así la calidad y el sabor del producto. Por ejemplo, en el proceso de concentración de jugo de fruta, el uso de evaporadores MVR puede retener las vitaminas y los componentes de aroma en el jugo en la mayor medida, lo que hace que el jugo concentrado tenga un sabor más cerca del jugo fresco.

(V) Operación simple y alto grado de automatización

El evaporador MVR está equipado con un sistema de control avanzado. El operador solo necesita establecer los parámetros relevantes en la interfaz de control, y el equipo puede ejecutarse automáticamente. El sistema puede ajustar automáticamente el estado operativo de acuerdo con los parámetros monitoreados en tiempo real para garantizar la estabilidad y la eficiencia del proceso de evaporación. Al mismo tiempo, el equipo también tiene diagnóstico de fallas y funciones de alarma. Una vez que ocurre una situación anormal, el operador puede ser notificado a tiempo para el procesamiento, lo que reduce en gran medida la dificultad de la operación y la intensidad del trabajo.

IV. Escenarios de aplicación de evaporadores MVR

(I) Industria química

Tratamiento de aguas residuales: Una gran cantidad de aguas residuales orgánicas de alta concentración y alta concentración se genera durante el proceso de producción química. Los evaporadores de MVR pueden evaporar y concentrar estas aguas residuales, separar la sal y la materia orgánica en las aguas residuales y lograr la descarga o reutilización estándar de las aguas residuales. Por ejemplo, en la industria química de cloro-alcalí, los evaporadores de MVR pueden usarse para tratar las aguas residuales que contienen sales como el cloruro de sodio e hidróxido de sodio, recuperar sustancias útiles y reducir el costo del tratamiento de aguas residuales.

Cristalización de sal: Al recuperar sales inorgánicas como el cloruro de sodio, el sulfato de sodio y el sulfato de amonio de las aguas residuales químicas, el evaporador MVR puede hacer que la solución alcance un estado sobresaturado a través de la evaporación y concentración, logrando así la cristalización y precipitación de sales. En comparación con los procesos tradicionales de evaporación y cristalización, este método tiene un menor consumo de energía y una mayor eficiencia de cristalización.

Recuperación de solventes orgánicos: En la producción química, muchos solventes orgánicos (como etanol, acetona, etc.) deben reciclar y reutilizarse. El evaporador MVR puede evaporar y separar líquidos mixtos que contienen solventes orgánicos, concentrar y reciclar solventes orgánicos, reducir los costos de producción y reducir la contaminación ambiental causada por solventes orgánicos.
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(Ii) Industria farmacéutica

Concentración de extractos de medicina china: Los extractos de medicina china contienen una gran cantidad de agua y deben concentrarse para aumentar la concentración de ingredientes activos. Las características de evaporación de baja temperatura del evaporador MVR pueden evitar que los componentes sensibles al calor en la medicina china se destruyan durante el proceso de concentración, asegurando la eficacia de la medicina china. Por ejemplo, los evaporadores de MVR se han utilizado ampliamente en el proceso de concentración de los extractos de medicina china como el ginseng y la angelica. ​

Concentración de caldo de fermentación: En el proceso de producción de fermentación de fármacos como antibióticos y aminoácidos, el caldo de fermentación debe concentrarse. El evaporador MVR puede concentrar eficientemente el caldo de fermentación mientras mantiene la actividad y la pureza del producto de fermentación y la mejora de la calidad del producto. ​

Recuperación de solventes: Una gran cantidad de solventes orgánicos, como el etanol y el metanol, se utilizan en el proceso farmacéutico. El evaporador de MVR se puede utilizar para recuperar estos solventes orgánicos, reducir los costos de producción y cumplir con los requisitos de protección ambiental de la producción de medicamentos.
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(Iii) Industria alimentaria

Concentración de jugo: El evaporador MVR puede concentrar el jugo a baja temperatura, reteniendo el sabor, el color y los nutrientes del jugo en la mayor medida. Después de ser concentrado por Evaporador MVR, el jugo tiene un sabor más rico y es fácil de almacenar y transportar. Por ejemplo, en el proceso de producción de jugo de naranja, jugo de manzana y otros jugos, el evaporador de MVR se ha convertido en el equipo de concentración convencional. ​

Procesamiento de lácteos: En el proceso de concentración de productos lácteos como la leche y el suero, el evaporador de MVR puede evitar el daño de alta temperatura a los nutrientes como las proteínas y la grasa en los productos lácteos, y garantizar la calidad de los productos lácteos. Al mismo tiempo, a través de la concentración, la vida útil de los productos lácteos se puede extender y se puede aumentar el valor agregado de los productos. ​

Concentración de líquido de azúcar: Para la concentración de líquidos de azúcar como el jarabe y la miel, el evaporador MVR puede funcionar a una temperatura más baja para evitar que el líquido de azúcar se caramelice debido al sobrecalentamiento, lo que afecta la calidad del producto. El líquido de azúcar concentrado tiene una mayor concentración, que es conveniente para el procesamiento y el envasado posteriores.

(Iv) Industria de protección del medio ambiente

Tratamiento de lixiviados: El lixiviado contiene una gran cantidad de materia orgánica, nitrógeno de amoníaco, metales pesados ​​y otros contaminantes, lo cual es difícil de tratar. El evaporador MVR puede evaporar y concentrar el lixiviado, reducir el volumen de lixiviado y reducir la carga de tratamiento posterior. Al mismo tiempo, parte de los recursos hídricos se pueden recuperar a través de la evaporación y la concentración, y los recursos pueden reciclarse. ​

Tratamiento de aguas residuales de electroplation: Las aguas residuales de la electroplatación contienen una gran cantidad de iones de metales pesados ​​(como cromo, níquel, cobre, etc.) y cianuro y otras sustancias dañinas. El evaporador MVR puede evaporar y concentrar las aguas residuales electroplantes, los iones de metales pesados ​​separados y otros contaminantes, y realizar la reutilización de aguas residuales y la recuperación de metales pesados. Por ejemplo, en el tratamiento con aguas residuales de chapado en Chrome, el evaporador de MVR puede concentrarse y recuperar los iones de cromo en las aguas residuales para la producción de electroplatización nuevamente. ​

Impresión y teñido Tratamiento de aguas residuales: Las aguas residuales de impresión y teñido contienen una gran cantidad de contaminantes como tintes, auxiliares y sales inorgánicas, con color oscuro y bacalao alto. El evaporador MVR puede evaporar y concentrar la impresión y tintura de aguas residuales, eliminar la sal y los tintes de las aguas residuales, hacer que las aguas residuales cumplan con los estándares de reutilización y reducir el consumo de recursos acuáticos y la descarga de aguas residuales de las empresas de impresión y teñido. ​

(V) Desalinización del agua de mar y recuperación de recursos

Tratamiento de agua concentrado de ósmosis inversa: La ósmosis inversa es una tecnología de uso común en la desalinización del agua de mar y el tratamiento de aguas residuales, pero producirá una cierta cantidad de agua concentrada. El evaporador MVR puede concentrar aún más la ósmosis inversa concentrada de agua, recuperar los recursos hídricos y mejorar la tasa de utilización de los recursos hídricos. Al mismo tiempo, el volumen de agua concentrada concentrada se reduce, lo cual es conveniente para el tratamiento y eliminación posteriores. ​

Extracción de litio de Salt Lake: Salt Lake Brine contiene recursos de litio ricos, pero la concentración de litio es baja, por lo que debe concentrarse y extraerse. El evaporador MVR juega un papel importante en el proceso de extracción de litio de Salt Lake. Al evaporar y concentrar la salmuera salada del lago, la concentración de litio aumenta, proporcionando condiciones más favorables para el posterior proceso de extracción de litio.

V. Comparación entre el evaporador MVR y otros evaporadores

Para comprender las características del evaporador MVR de manera más intuitiva, lo comparamos con el evaporador de efectos múltiples tradicionales y el evaporador de recuperación de vapor térmico (TVR). La comparación específica se muestra en la siguiente tabla:

Como se puede ver en la tabla de comparación, el evaporador MVR tiene ventajas obvias en el consumo de energía, los costos operativos, el rendimiento de la protección del medio ambiente y la calidad del producto, y es especialmente adecuado para industrias y escenarios de aplicación que son sensibles a los costos de energía y tienen altos requisitos para la calidad del producto. ​

VI. Conclusión

Como tecnología de evaporación innovadora, el evaporador MVR ha mostrado amplias perspectivas de aplicación en muchas industrias, como químicos, farmacéuticos, alimentos y protección del medio ambiente debido a sus muchas ventajas, como la alta eficiencia y el ahorro de energía, la protección del medio ambiente, la alta calidad de productos y la operación simple. Con la creciente atención prestada a los problemas de energía y los requisitos de protección del medio ambiente, el evaporador de MVR seguramente desempeñará un papel más importante en la producción industrial futura y brindará un fuerte apoyo a las empresas para lograr un desarrollo sostenible. Al elegir el evaporador MVR, las empresas deben considerar el rendimiento, el costo de inversión y el costo operativo del equipo de acuerdo con sus propias necesidades de producción, características de material, suministro de energía y otros factores, y elegir los equipos y soluciones de procesos más adecuados. Al mismo tiempo, con el avance continuo de la ciencia y la tecnología, la tecnología del evaporador de MVR también se está desarrollando y mejorando constantemente, y se espera que se aplique en más campos en el futuro y logre mejores beneficios económicos y sociales. .