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1、MVR蒸发器方案要点MVR 蒸发结晶系统设计方案设计单位：广州市捷晶能源科技有限公司委托单位：浙江卓锦工程技术有限公司 编 号： CE -0425编制日期：二 0 一二年十二月二日目录一、公司简介二、技术背景三、浓缩介质四、设计思想五、蒸发工艺比较与选择六、工艺说明七、设备材质选择八、整套系统流程方框图九、设备设计主要工作技术参数 十、配套设备主要技术特点 十一、 安装与调试 十二、 主要设备设计参数 十三、 设备制造周期 十四、 随机文件 十五、 甲方提供必备的条件 十六、 设备使用期限 十七、 设备总造价 十八、 设备主要配置 十九、 制造商承诺 二十、 设计分工及资料交付 二十一、保密义
2、务一、 公司简介：广州市捷晶能源科技有限公司（以下简称广州捷晶能源），是一家 由留学生发起创立的专业系统节能以及提供全流程零排放的公司（以蒸 发器为核心产品），公司位于广州创新基地科学城创新大厦。公司成立以来，整合国内外多方资源，公司聚集了国外留学人才、 国内专业蒸发器、控制系统、安装调试等各方面人才，形成老、中、青 结合阶梯型人才队伍，为公司的现在、和将来的发展奠定了坚实的基 础。公司技术实力雄厚，拥有先进实验室，中试设备，为客户提供切实 可行的全程解决方案。公司以 MVR/MVC 蒸发器、离子交换、膜技术为公司实施工艺蒸发 浓缩以及高浓度废水零排放方案的支点，以切实可行的完整工艺解决方 案
3、为基础，为企业提供全方位的节能和废水零排放服务，公司其主要业 务分为两大类，其一是在工艺上需要使用MVR/MVC蒸发器：化工、中 药、味精、柠檬酸、淀粉糖、酵母、食品加工、果汁等需要使用蒸发器 的企业，提供专业MVR/MVC蒸发器解决方案，为客户提高产品品质和 降低产品的能源成本，提高企业的竞争力。其二是在工业废水处理上需 要使用MVR/MVC蒸发器：氨氮废水、垃圾渗透液、乳化液废水、电镀 废水、以及相关高浓度有机、无机废水，我公司提供全程零排放方案， 经过合理应用MVR/MVC蒸发技术、离子交换以及膜技术各自的优势， 不但可大幅降低废水处理成本，回收废水中有用物质，且能确保出水达 到国家一级
4、排放标准。公司提供小试、中试、交钥匙工程等服务。公司以诚信、创新、公 平为经营理念，以知必行，行必果为服务理念，共同创造双赢的合作模 式。二、 技术背景：蒸发器是广泛地被应用于食品加工、果汁浓缩、饮料生产、乳品生 产、化工行业、制药行业、废水处理、环保工程等领域的一种蒸发浓缩 设备。当前国内生产的蒸发设备主要为传统蒸发器，该种蒸发器具有能 耗高、占地面积大、自动化程度低、操作难度高等缺点。而由我公司研 发的机械式蒸汽压缩（MVR）蒸发器，其原理是利用高能效蒸汽压缩机 压缩蒸发产生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的压力和温度，被提高热能的 二次蒸汽打入加热器对原液再进行加热，受热的原液继续蒸发产生二次
5、蒸汽，从而实现持续的蒸发状态。由于本系统循环利用二次蒸汽已有的 热能，从而能够不需要外部鲜蒸汽，大大节省了蒸发系统的能耗。经过 PLC、工业计算机（FA）、组态等形式来控制系统温度、压力、马达转 速，保持系统蒸发平衡。从理论上来看，使用 MVR 蒸发器比传蒸发器节省 60%-80%以上的能源，节省 95%以上的冷却水，减少 50%以上的占地面积。设备原理意图如下：水液3红色标示物料流向粉色表示蒸汽流向绿色表示蒸馏水流向三、 原液性质介绍（由甲方介绍，验收以甲方提供的物料成份作为验 收标准）1. 物料名称：糖蜜发酵废液母液；2. 进料总量：8500kg/h ；3. 进料密度： 1.02；4. 出
6、料含固量：微量5. 进料温度：20C6. 溶液沸点升高：按3C计算四、设计思想 系统首要注重工艺与设备必须适应原液水量及负荷变化的冲击。1. 设备稳定性成熟、安全可靠、故障率低系统稳定性高2. 检测维护简单容易检测维护简易3. 运行管理方便, 避免对运行管理人员素质要求过高人员要求低4. 热能利用效率高热效率高5. 耗能低, 运行和维护成本能耗率低6. 噪音达到环保标准噪音低7. 防止设备和系统管路结垢、需确保连续运转 防垢/除垢容易8. 运行应具有较大的灵活性、自动性 灵活性好9. 排放蒸馏水质高,能回收作锅炉补充用 排放水质达标10. 布置紧凑占少地面积，节约土地资源占地面积小11. 充分
7、利用工艺系统中的每一份能源合理利用能源五、蒸发工艺选择我公司选用降膜蒸发工艺，经过这种蒸发工艺对糖蜜发酵废液母液进 行蒸发浓缩，达到蒸发浓度后进入下端工艺处理，广州捷晶能源公 司对这些工艺有深刻的了解及丰富的经验：卷MVR列管降膜蒸发系统。卷MVR列管升膜蒸发系统升膜蒸发器和降膜蒸发器比较：升膜蒸发器：是一种将加热室与蒸发室（分离室）分离的蒸发器。加热 室实际上就是一个加热管很长的立式固定管板换热器，料液由底部进入 加热管，受热沸腾后迅速汽化；蒸汽在管内迅速上升，料液受到高速上 升蒸汽的带动，沿管壁形成膜状上升，并继续蒸发。汽液在顶部分离， 二次蒸汽从顶部溢出，完成液则由底部排出。降膜蒸发器：
8、与升膜蒸发器结构基本相同，主要区别在于原料液是从加 热室的顶部加入，在重力的作用下沿管内壁形成膜状下降，并进行蒸 发，浓缩液从加热室的底部进入到分离器内并从底部排出，二次蒸汽由 顶部溢出。由于二次蒸汽的流向与料液的流向一致，因此能促进料液的 向下运动并形成薄膜。这种蒸发器适用于蒸发量较大，有热敏性和易产 生泡沫的溶液，不适于粘度很大，容易结晶或结垢的物料。升膜蒸发器因物料向上爬膜不易控制，在蒸发器上部易出现干壁现象， 因此采用布膜更易控制的降膜蒸发器。降膜蒸发器适于处理浓度低、量 较大的热敏性物料。在本方案中我们设计采用降膜MVR蒸发系统。1. MVR 列管降膜蒸发系统1） 基本原理：MVR
9、列管降膜蒸发工艺，需蒸发的糖蜜发酵废液母液走蒸发管内（管程）。经过循环泵将糖蜜发酵废液母液溶液送到降膜蒸发器主 体顶部，糖蜜发酵废液母液溶液经过布膜器以膜状分布到换热管 内，糖蜜发酵废液母液溶液在凭借引力流下管腔时被管外的蒸汽加 热，达到蒸发温度后产生蒸发，糖蜜发酵废液母液溶液连同二次蒸 汽从管内流下以薄膜的形式蒸发。二次蒸汽被蒸汽压缩机压缩后， 送入降膜加热室壳程. 降膜加热室壳程有板块，引导二次蒸汽，冷凝 和排出不能够冷凝的气体。 而在过程中把本身热能经过管壁从外传 到管内蒸发中的糖蜜发酵废液母液溶液，经过换热后二次蒸汽冷凝 成水排出降膜蒸发器外。降膜加热室采用一效三段式设计，降膜加 热室
10、为一体，换热管经过挡板分为三段流程，以来减少蒸发面积， 降低设备成本。（请参看图 2）图 1 MVR 降膜蒸发器示意图2) 列管降膜蒸发系统的特点：丄溶液在单程型蒸发器中呈膜状流动，因而对流传热系数大为提高， 物料停留时间短，易于处理热敏性，不结晶物料。丄二次蒸汽走列管外，浓液走列管内，管高数米(m)有高达6到30米之间，管束经调教垂直，浓液很容易在管内分布均匀成下降薄膜。丄降膜加热室上方管头必须用布膜器均匀地分配浓水到每一根管，以保证每根管子的内壁都能为料液所湿润，并不断有液体缓慢流过。经过以上分析，虽然降膜蒸发器具有传热系数高，物料停留时间较 短等优点，但对于糖蜜发酵废液母液溶液的蒸发浓缩
11、来说，因在本项目 中糖蜜发酵废液母液需要蒸发的浓度不高，且不结晶。因此在本项目中 我公司建议采用 MVR 列管式降膜蒸发工艺。六、 工艺说明：为响应蒸发系统工艺与设备必须适应糖蜜发酵废液母液在满足低 能耗、易维护、长期稳定运行的基本要求原则上，我司有针对性的推荐 MVR 降膜蒸发系统作为糖蜜发酵废液母液溶液蒸发浓缩上使用。由于被 浓缩物料沸点升高不超过3C,蒸发量为8t/h,在本方案中我们选择离 心压缩机，这种压缩机能提供10C以上的温差，正常使用寿命为，和 二次蒸汽接触部分不含油。本低能耗蒸发工艺是当前现有蒸发工艺中能耗效率最高的蒸发工 艺,该蒸发工艺主要是运用蒸汽的特性,当蒸汽被压缩机压缩
12、时,其压 力和温度得到提升。当较高温度的蒸汽进入蒸发器里,蒸汽的热焓传给 换热管内的糖蜜发酵废液母液溶液,这样连续进行蒸发。在整个系统中 能量的输入只有压缩机和泵所消耗的能耗。其工艺流程图如下：红色标示蒸汽流向蓝色表示物料流向绿色表示蒸馏水流向原液池1 原料液进料量8500kg/h,温度2 利用工厂废热以及蒸多级预 发冷凝水热量，将原r 8.冷凝水7 冷凝水8000kg/h,808000kg/h,1 T降膜53 产生浓缩液为机的J 800Kg/!4 产生二次分离器J蒸汽压蒸汽为6800kg/h浓缩液1 T浓缩液工艺流程详细介绍：1. 物料流程：8.8t/h、温度为20C的原液经进料泵送至预热器
13、预热 后，温度上升到70C，再进入到循环泵，然后进入到加热器，与 蒸汽进行热交换。2. 蒸发温度设定为70C，其蒸汽温度870C，经过分离器分离除沫 后进入压缩机，经过压缩后温度上升到80C，压缩机提供的温差 为10 C，压缩后的蒸汽即为加热蒸汽。3. 压缩后的蒸汽与物料换热后，蒸汽发生相变冷凝成水，其热量传 递给物料，使物料温度升高到其沸点，进入分离室的物料产生蒸 发。蒸汽冷凝水进入到预热器进一步回收热量，然后进入冷凝水 罐。蒸发的冷凝水最终经过蒸馏水泵排出。此泵的开闭由控制系 统来控制。4. 达到预定浓度的浓缩液经过控制系统控制出料泵排料。5. 整个系统从进料到出料、清洗全部由自控系统自动
14、完成。MVR 蒸发系统需要经过鲜蒸汽预热启动，约45分钟整个系统就完全进入蒸发状态。产生蒸发。蒸发产生的二次蒸汽夹带部分飞沫，进入 分离器后在离心作用下使液体飞沫附着在器壁上，部分泡沫经过高效除 沫器去除。洁净蒸汽从分离室出汽口进入到压缩机入口。本方案MVR蒸发器采用单台离心压缩机对二次蒸汽进行压缩，使二次蒸汽温度提高10C，用作系统蒸发热源。MVR使二次蒸汽热源循环利用。蒸发能源只消耗提供蒸汽温升所消耗的电能。与一般蒸汽 热源蒸发器比较能源消耗大幅度降低。工艺流程中压力、温度、转速等参数均设有现场显示或参数变送 器，由控制系统集中控制，经过人机界面和上位工控机的组态软件进 行监视、报警和自动
15、控制。如系统发生紧急停车，蒸发器内物料经过排尽装置全部排出，以 防止堵塞设备和对物料造成破坏。清洗流程：1. 蒸发器的加热表面在长时间使用总是会产生污垢，结垢的组成可 分为水溶性垢和不溶性垢。设备清洗时，先经过蒸发器底部的排 污管将设备中滞留的料液排净，整个清洗过程能够运用原液蒸发 原理进行。2. 钙、镁、硅等低溶解度的盐类，以及大分子有机聚合物等，是最 容易产生不溶性结垢的物质，要定期停车用酸、碱清洗，或用机 械方式将结垢去除。不论是水溶性垢还是非水溶性垢，都要根据 具体情况定期进行清洗，而且清洗周期要定在结垢的初期前。3. 形成清洗周期短于常规清洗周期的原因有：a.操作压力或蒸发室 液面的急剧变化；b.循环速度过低；c.在清洗、冲洗或轴封水中引 入了硬水或其它污染物；d.传热温差过大；e.不正确的清洗程序。本方案工艺特点以及优势 :丄占地面积小，换热效率高，维护方便：蒸发器系统设计为MVR 降膜蒸发系统，占
