Grunnleggende prinsipp for MVR-fordamper

MVR evaporator er en forkortelse for mekanisk dampkompresjon på engelsk. MVR er en teknologi som gjenbruker energien generert av sin egen sekundære damp for å redusere etterspørselen etter ekstern energi.
Den sekundære dampen, etter å ha blitt komprimert av kompressoren, øker i trykk og temperatur, og entalpien øker tilsvarende. Den sendes til varmekammeret til fordamperen som oppvarmingsdamp, som brukes til å generere damp for å opprettholde fordampningstilstanden til materialvæsken. Selve oppvarmingsdampen overfører varme til selve materialet og kondenserer det til vann. På denne måten utnyttes dampen som opprinnelig skulle kasseres fullt ut, latent varme gjenvinnes og termisk effektivitet forbedres.
Så tidlig som på 1960-tallet hadde Tyskland og Frankrike med suksess brukt denne teknologien til industrier som kjemisk, farmasøytisk, papirproduksjon, avløpsvannbehandling og avsalting av sjøvann.
Arbeidsprosessen innebærer å komprimere lavtemperaturdampen gjennom en kompressor, øke temperaturen og trykket, øke entalpien og deretter gå inn i varmeveksleren for kondensering for å utnytte den latente varmen til dampen fullt ut. Med unntak av oppstart er det ikke nødvendig å generere damp under hele fordampningsprosessen.
I prosessen med multieffektfordampning kan den sekundære dampen med en viss effekt i fordamperen ikke brukes direkte som primær varmekilde, men kan bare brukes som sekundær eller sekundær varmekilde. Som primær varmekilde må det tilføres ekstra energi for å øke temperaturen (trykket). Dampstrålepumpen kan bare komprimere en del av sekundærdampen, mens MVR-fordamperen kan komprimere all sekundærdampen i fordamperen.
Løsningen sirkuleres i en fallfilmfordamper gjennom en materialsirkulasjonspumpe inne i varmerøret. Den første dampen varmes opp av frisk damp utenfor røret, som varmer opp og koker løsningen for å produsere sekundær damp. Den resulterende sekundære dampen suges inn av en turboladet vifte, og etter trykksetting øker temperaturen på sekundærdampen. Den fungerer som en varmekilde og går inn i varmekammeret for syklisk fordampning. Etter normal oppstart suger turbokompressoren inn sekundærdampen, som settes under trykk og omdannes til oppvarmingsdamp, som kontinuerlig sirkulerer og fordamper. Det fordampede vannet blir til slutt til kondensat og slippes ut.
På grunn av kostnadsgrunner er enkelt-trinns sentrifugalkompressorer og høytrykksvifter ofte brukt i mekaniske damprekompresjonssystemer. Derfor er følgende forklaring for denne typen design. En sentrifugalkompressor er en volumkontrollmaskin, som holder en volumstrøm nesten konstant uavhengig av sugetrykket. Endringen i massestrømningshastigheten er proporsjonal med det absolutte sugetrykket.
Kompresjonssyklusen til en ett-trinns sentrifugalkompressor er avbildet i et entalpi-entropidiagram. Kraft som kreves for en ett-trinns sentrifugalkompressor:
For eksempel å komprimere mettet vanndamp fra fordamperen fra sugetilstanden p1=1.9 bar, t1=119 grad til p2=2.7 bar, t2=161 grad ( kompresjonsforhold Π= 1.4). Kompresjonssyklusen følger en polytropisk kurve 1-2, og øker den spesifikke entalpien til damp Δ HP. For den spesifikke entalpien h2 av damp, kommer den inn i varmeren til fordamperen ved denne temperaturen gjennom ligningen for den interne effektiviteten (isentropisk effektivitet) til kompressoren. Basert på mengde innåndet damp, kg/time. HP enhet variabelt (effektivt) kompresjonsarbeid, kJ/kg. Hs enhet isentropisk kompresjonsarbeid, kJ/kg.
Den isentropiske virkningsgraden (intern effektivitet) til en kompressor avhenger blant annet av den polytropiske indeksen til enhetens variable kompresjonsarbeid hp κ Og den molare massen M av den inhalerte gassen, samt inhalasjonstemperaturen og nødvendig trykkøkning. For den faktiske koblingseffekten til drivmotoren (elektrisk motor, gassmotor, turbin, etc.) vurderes en større mekanisk tapsmargin. En ett-trinns sentrifugalkompressor med et løpehjul laget av standardmaterialer kan oppnå en vanndamptrykkstigning med en kompresjonsfaktor på 1,8. Hvis materialer av høyere kvalitet som titan brukes, kan kompresjonsfaktoren nå opp til 2,5. På denne måten er slutttrykket p2 1,8 ganger sugetrykket p1, eller maksimalt 2,5 ganger, som tilsvarer en økning i mettet damptemperatur på ca. 12-18K, med en maksimal temperaturøkning på opptil 30K , avhengig av sugetrykket. Når det gjelder fordampningsteknologi, er den vanlige praksisen å representere trykket basert på den tilsvarende kokepunktstemperaturen til vannet. På denne måten er den effektive temperaturforskjellen direkte representert.
Prinsippet for mekanisk damprekompresjon
Fordampningsutstyret er kompakt, opptar et lite område og krever liten plass. Det kan også eliminere kjølesystemet. For eksisterende fabrikker som krever utvidelse av fordampningsutstyr for damptilførsel, utilstrekkelig vannforsyningskapasitet, og utilstrekkelig plass, spesielt i situasjoner der lavtemperaturfordamping krever kondensering av kjølt vann, kan det oppnås både investeringsbesparelser og gode energibesparende effekter.