二效并流法MVR蒸发系统.pdf

MVR技术及多效蒸发技术都属于蒸发领域的节能技术,前者节能优势更加明显,但核心设备压缩机成本比较昂贵,MVR系统通常只作为单效形式出现，其中压缩机投资成本几乎接近一半。本发明将MVR技术和传统并流法多效蒸发工艺技术合理结合,优化集成为二效并流法MVR蒸发系统,不仅能节约设备投资而且更有利于整个蒸发系统效率的提高,有更进一步的节能减排意义。该系统的主要措施就是把第二效蒸发分离出来的二次蒸汽通过罗茨压缩机压缩提高热焓后作为且唯一作为第一效加热蒸汽使用，同时第一效蒸发分离出来的二次蒸汽作为第二效加热设备的热源，可采用少量生蒸汽辅助作为第二效热源。

1.二效并流法MVR蒸发系统采用并流蒸发流程，主要特征在于：第二效设备蒸发分离出
来的全部的二次蒸汽经压缩后全部且仅有经压缩的二次蒸汽进入第一效加热设备使用，在
需要生蒸汽启动和辅助运行蒸发系统时，仅在第二效加热设备开设生蒸汽输入口通入生蒸
汽加热。
2.根据权利要求1所述的二效并流法MVR蒸发系统，为了使一效二效蒸发量大致相同，
本系统的一效加热设备和二效加热设备、一效分离设备和二效分离设备均采用相同的规
格。
3.根据权利要求1所述的二效并流法MVR蒸发系统仅采用罗茨压缩机。
4.根据权利要求1所述的二效并流法MVR蒸发系统仅采用单级压缩方式。
5.根据权利要求1所述的二效并流法MVR蒸发系统一效加热、一效分离、二效加热、二效
分离及罗茨压缩机各主要设备采用首尾相连的环形布置方式。

二效并流法MVR蒸发系统

技术领域

本发明涉及机械蒸汽再压缩系统(简称MVR)，主要应用于蒸发行业的节能技术。

背景技术

MVR技术及多效蒸发技术都属于蒸发领域的节能技术,前者节能优势更加明显,但
核心设备压缩机成本比较昂贵。MVR系统通常只作为单效形式出现，其中压缩机投资成本几
乎接近一半。传统的多效蒸发工艺相比MVR技术在节能优势上差距太大，同时也随着效数的
增加性价比越来越低，通常以三效形式居多。多效蒸发技术优势就是工艺成熟具备成本优
势。本发明将MVR技术和传统多效蒸发工艺技术合理结合,优化集成为二效并流法MVR蒸发
系统,不仅能节约设备投资而且更有利于整个蒸发系统的效率提高,有更进一步的节能减
排意义。

发明内容

本发明结合MVR技术和传统并流法的多效蒸发工艺的各自优势,优化集成二效并
流法MVR蒸发系统,以节约压缩机设备投资并能有利于整个蒸发系统效率的提高,具有更进
一步的节能意义。二效并流法MVR蒸发系统的主要措施就是把第二效蒸发分离出来的全部
的二次蒸汽通过罗茨压缩机压缩提高热焓后作为且唯一作为第一效加热设备热源使用，同
时第一效蒸发分离出来的二次蒸汽作为第二效加热设备的热源，如需弥补系统热量平衡，
在第二效加热设备开设生蒸汽输入口利用少量生蒸汽辅助启动和运行蒸发系统。

本系统采用并流法二效流程，主要由一效加热设备、一效分离设备、二效加热设
备、二效分离设备及罗茨压缩机组成。为实现一效二效蒸发量大致接近分别采用一效和二
效相同规格的加热设备与分离设备。经一效加热的料液通过一效分离设备分离出二次蒸汽
直接用于二效加热，换热后因失去潜热而冷凝为液体排出。分离出来的一效浓缩液经二效
再次加热分离出二效蒸汽后浓度进一步提高，料液最后以浓缩液形式排出进入其他工艺流
程,需要时部分浓缩液强制循环返回到第一效设备继续蒸发。从第二效设备分离出来的全
部的二次蒸汽经过罗茨压缩机压缩全部进入第一效加热设备热交换后冷凝成液体排出,经
压缩的二次蒸汽是第一效加热设备的唯一热源。进入二效并流法MVR蒸发系统的料液温度
可能较低，仅依赖压缩机做功难以维持系统热量平衡，在第二效加热设备开设生蒸汽输入
口利用少量生蒸汽辅助启动和运行蒸发系统，这是为了第二效设备先蒸发让压缩机能提前
获得二次蒸汽压缩而缩短系统启动时间，也弥补了第二效蒸发量不足而使一效二效蒸发量
大致相同。第二效蒸发设备分离出的二次蒸汽与第一效蒸发温度存在较大温差，二次蒸汽
需经充分的压缩实现较大饱和温升才能在第一效加热设备完成潜热交换，而在各种结构的
MVR压缩机中罗茨压缩机具备较高的压缩比可以满足这个高温升要求，同时罗茨压缩机的
风量比较大能满足较大蒸发系统的要求。罗茨压缩机的风量在一定范围内和压缩机转速成
线性关系，且转速较低，系统运行稳定性很好，系统控制的难度较低，这对二效MVR蒸发系统
非常重要，因为效数越多系统复杂性就更大。二效并流法MVR蒸发系统仅采用单级压缩方
式，因为从提高系统效率角度看增加效数和多级压缩是相互抵消的过程，多级压缩所损失
的效率要多于效数增加而提升的效率。不使用生蒸汽的并流法三效及以上效数纯粹的MVR
蒸发系统难以实现，因为从第一效开始逐效向后各效的蒸发量越来越少且温度越来越低，
末效分离出来的二次蒸汽与第一效蒸发温度相差太大，按目前国内外MVR压缩机的技术水
平无法实现那么高的温升，一旦以生蒸汽为主要动力就大大降低MVR节能减排的意义，故这
里主张二效并流法MVR蒸发系统而不是更多效数。对于蒸发量相同的系统，二效并流法MVR
蒸发系统的二次蒸汽压缩量只是单效MVR的一半左右，这样在压缩机选型时规格就能降低
大约一半，很明显节约了设备投资成本。

本系统为有利于提高整体效率，一效加热、一效分离、二效加热、二效分离及罗茨
压缩机各主要设备采用首尾相连的环形布置方式，结构紧凑且配管合理。

附图说明

本发明属于蒸发领域的设备系统，涉及物料流向及各设备之间关系。图中箭头表
达了各设备与物料之间来去关系，细实线代表料液，虚线代表相应的蒸汽。图1主要表达二
效并流法MVR蒸发系统的运行原理，图2说明了构成二效并流法MVR蒸发系统的各主要设备
的布置关系。对于可能出现的强制循环以及生蒸汽的输入图中没有表达出来。

具体实施方式

原液先经过第一效设备加热蒸发分离出一效蒸汽变成一效浓缩液，再进入第二效
设备进一步蒸发浓缩后排出进入后续工艺流程，需要时部分浓缩液强制循环返回到第一效
设备继续蒸发。一效蒸汽(即第一效分离出来的二次蒸汽)直接用作第二效加热设备的热
源，二效蒸汽(即第二效分离出来的二次蒸汽)经压缩机压缩后进入第一效加热设备作为唯
一热源使用。蒸汽经热交换失去潜热冷凝成液体排出。需要弥补系统热量平衡时，在第二效
加热设备开设生蒸汽输入口利用少量生蒸汽辅助启动和运行蒸发系统。