امروزه ، با ادامه تولید صنعتی به دنبال راندمان بالا ، صرفه جویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست ، MVR اواپراتور ، به عنوان یک تجهیزات پیشرفته تبخیر ، به تدریج در حال ظهور است و در بسیاری از زمینه ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. MVR مخفف بازخوانی بخار مکانیکی است. این فناوری با بازیافت هوشمندانه انرژی بخار ثانویه تولید شده به خودی خود ، وابستگی به انرژی خارجی را به شدت کاهش می دهد و مزایای اقتصادی و زیست محیطی قابل توجهی را به شرکتها می بخشد. در مرحله بعد ، اجازه دهید نگاهی عمیق تر به اصل کار ، مزایای منحصر به فرد و سناریوهای برنامه غنی از آن بیندازیم اواپراتور MVR بشر ​

I. اصل کار تبخیر کننده MVR

(i) اصل اساسی

اصل اصلی تبخیر کننده MVR استفاده از کمپرسور برای فشرده سازی بخار ثانویه تولید شده در هنگام تبخیر است. هنگامی که ماده در اواپراتور گرم و تبخیر می شود ، مقدار زیادی بخار ثانویه با دمای کم و فشار کم تولید می شود. این بخار حاوی مقدار مشخصی از انرژی است ، اما نمی توان مستقیماً برای گرم کردن مواد استفاده کرد. در این زمان ، کمپرسور نقش کلیدی را ایفا می کند. در بخار ثانویه با دمای کم و کم فشار می خورد و آن را از طریق کار مکانیکی فشرده می کند ، که به طور قابل توجهی دما و فشار بخار را افزایش می دهد ، و مقدار آنتالپی نیز به همین ترتیب افزایش می یابد ، در نتیجه آن را به بخار با فشار بالا و فشار بالا تبدیل می کند. این بخش از بخار فشرده شده به محفظه گرمایشی تبخیر کننده ارسال می شود و به عنوان منبع گرما برای گرم کردن مواد استفاده می شود. در فرآیند آزاد شدن گرمای نهان ، بخار به آب مایع می چرخد ​​و تخلیه می شود و استفاده مجدد از انرژی را تکمیل می کند. علاوه بر این ، از گرمای معقول آب چگالش شده می توان بیشتر برای گرم کردن مواد برای تبخیر استفاده کرد ، و متوجه استفاده چند سطحی از انرژی و بهبود کارایی حرارتی شد. ​

(ب) توضیحات دقیق در مورد روند کار

تبخیر مواد: ماده ای که ابتدا پردازش می شود وارد محفظه تبخیر تبخیر کننده می شود ، جایی که ماده گرم می شود (گرمایش اولیه معمولاً با مقدار کمی از بخار تازه و غیره انجام می شود) و حلال (مانند آب) شروع به تبخیر می کند و بخار ثانویه تولید می کند. با ادامه روند تبخیر ، املاح در ماده به تدریج متمرکز می شود. ​

فشرده سازی بخار: بخار ثانویه حاصل از محفظه تبخیر وارد کمپرسور می شود. کمپرسورها به طور کلی شامل انواع گریز از مرکز و ریشه هستند. با استفاده از کمپرسور گریز از مرکز به عنوان نمونه ، از یک پروانه چرخان با سرعت بالا برای انجام کار روی بخار استفاده می کند ، سرعت و فشار بخار را افزایش می دهد و از این طریق به افزایش دما می رسد. به عنوان مثال ، بخار آب اشباع شده از اواپراتور از حالت مکش P1 = 1.9bar ، T1 = 119 ℃ تا P2 = 2.7bar ، T2 = 161 ((نسبت فشرده سازی π = 1.4) فشرده می شود. ​

تبادل گرما و تراکم: بخار با دمای بالا و فشار فشار بالا وارد محفظه گرمایشی تبخیر کننده می شود و با مواد موجود در محفظه تبخیر گرما را تبادل می کند. بخار گرمای نهان را آزاد می کند و مواد گرما را جذب می کنند و به تبخیر می پردازند. پس از آزاد شدن گرما ، بخار به تدریج به آب مایع متراکم می شود و از طریق پریز میعانات تخلیه می شود. ​

گردش و کنترل: در طی کل فرآیند ، دما ، فشار ، سطح مایع و سایر پارامترهای موجود در سیستم از طریق سنسورها در زمان واقعی کنترل می شوند. سیستم کنترل به طور خودکار قدرت کمپرسور ، سرعت جریان بخار و سرعت تغذیه و تخلیه مواد را با توجه به این پارامترها تنظیم می کند تا از عملکرد پایدار سیستم تبخیر اطمینان حاصل شود. به عنوان مثال ، هنگامی که سطح مایع در محفظه تبخیر خیلی زیاد باشد ، سرعت جریان پمپ تخلیه به طور خودکار افزایش می یابد. هنگامی که درجه حرارت در اتاق گرمایش خیلی کم است ، کمپرسور برای افزایش دمای بخار تنظیم می شود.

ii. اجزای اصلی تبخیر کننده MVR

(من) کمپرسور

کمپرسور مؤلفه اصلی تبخیر کننده MVR است و عملکرد آن به طور مستقیم بر راندمان عملیاتی و مصرف انرژی کل سیستم تأثیر می گذارد. انواع متداول کمپرسورها شامل کمپرسورهای گریز از مرکز و کمپرسورهای ریشه است.

کمپرسور گریز از مرکز: این مزیت از جریان حجم زیاد ، ساختار جمع و جور و عملکرد صاف دارد. از چرخش پر سرعت پروانه استفاده می کند تا بخار بتواند تحت عمل نیروی گریز از مرکز انرژی به دست آورد و فشار و افزایش دما را بدست آورد. برای سیستم های تبخیر در مقیاس بزرگ مناسب است و می تواند مقدار زیادی بخار ثانویه را تحمل کند.

کمپرسور ریشه: این یک کمپرسور جابجایی مثبت با راندمان بالا در محدوده نسبت فشرده سازی کمتر است. برای دستیابی به فشرده سازی بخار ، از دو روتور همزمان چرخان برای فشار بخار از ورودی هوا به خروجی هوا استفاده می کند. کمپرسورهای ریشه به طور گسترده ای در بعضی مواقع استفاده می شوند که نسبت فشرده سازی زیاد نیست و سرعت جریان نسبتاً اندک است.

(ب) اواپراتور

تبخیر کننده مکانی است که مواد تبخیر می شوند و طراحی ساختاری آن به طور مستقیم بر راندمان تبخیر و کیفیت محصول تأثیر می گذارد. انواع متداول تبخیر کننده ها شامل سقوط تبخیر کننده های فیلم ، تبخیر کننده گردش اجباری و غیره است.
​
تبخیر کننده فیلم در حال سقوط: این ماده از توزیع کننده مایع در بالای اواپراتور وارد می شود و یک فیلم مایع یکنواخت را در امتداد دیواره داخلی لوله تبادل گرما تحت عمل گرانش تشکیل می دهد و به سمت پایین جریان می یابد. بخار گرم کننده مواد را در خارج از لوله گرم می کند و ماده به تدریج در طول جریان تبخیر می شود. تبخیر کننده فیلم در حال سقوط مزایای بازده انتقال حرارت بالا و زمان اقامت مواد کوتاه را دارد و برای تبخیر مواد حساس به گرما مناسب است. ​

تبخیر کننده گردش اجباری: این ماده با سرعت زیاد در اواپراتور از طریق پمپ گردش خون گردش می کند. پس از گرم شدن مواد در لوله گرمایش ، وارد محفظه جداسازی تبخیر برای جداسازی گاز مایع می شود. تبخیر کننده گردش اجباری می تواند با ویسکوزیته بالا و مواد مجازی سازی آسان را کنترل کند ، و قدرت تأمین شده توسط پمپ گردش خون آن می تواند به طور موثری مانع از مقیاس بندی و گرفتگی مواد در لوله گرمایش شود. ​

(iii) مبدل حرارتی

مبدل حرارتی نقش مهمی در انتقال گرما در تبخیر کننده MVR دارد. بخار با دمای بالا فشرده شده گرما را با ماده ای که در مبدل حرارتی تبخیر می شود ، تبادل می کند ، گرما را به مواد منتقل می کند و خود را به آب مایع می رساند. راندمان انتقال حرارت مبدل حرارتی به طور مستقیم بر میزان مصرف انرژی سیستم تأثیر می گذارد. انواع متداول مبدلهای حرارتی شامل مبدلهای حرارتی صفحه و مبدلهای حرارتی لوله است. ​

مبدل حرارتی صفحه: این مجموعه از یک سری صفحات فلزی راه راه جمع شده است که در کنار هم جمع شده اند و کانالهای سیال بین صفحات تشکیل شده اند. این مزیت از راندمان انتقال حرارت بالا ، ردپای کوچک ، تمیز کردن و نگهداری آسان است. ​

مبدل حرارتی لوله: این مجموعه از بسته های لوله ، پوسته ، ورق های لوله و سایر اجزای تشکیل شده است. ماده و گرمایش متوسط ​​به ترتیب در سمت لوله و سمت پوسته جریان می یابد و تبادل حرارت از طریق دیواره لوله انجام می شود. مبدل حرارتی لوله دارای ساختار محکم است و برای درجه حرارت بالا ، فشار زیاد و شرایط کار بسیار خورنده مناسب است. ​

(IV) سیستم کنترل ​

سیستم کنترل ضمانت عملکرد پایدار اواپراتور MVR است. این دستگاه از طریق سنسورهای مختلف ، دما ، فشار ، سطح مایع ، سرعت جریان و سایر پارامترهای موجود در سیستم را کنترل می کند و به طور خودکار سرعت کمپرسور ، باز شدن دریچه بخار ، سرعت جریان پمپ مواد و سایر محرک ها را با توجه به استراتژی کنترل از پیش تعیین شده تنظیم می کند تا اطمینان حاصل شود که سیستم تحت بهترین شرایط کار عمل می کند. سیستم کنترل پیشرفته همچنین دارای عملکردهای نظارت و ضبط داده از راه دور است که اپراتورها را برای درک وضعیت عملکرد تجهیزات در زمان واقعی و تجزیه و تحلیل داده های تاریخی تسهیل می کند تا پایه ای برای بهینه سازی و نگهداری تجهیزات فراهم کند.

iii مزایای تبخیر کننده MVR

(i) راندمان انرژی بالا

یکی از بزرگترین مزایای تبخیر کننده MVR ، راندمان انرژی بسیار بالا آن است. تجهیزات سنتی تبخیر معمولاً برای حفظ فرآیند تبخیر به مقدار زیادی از منبع گرمای خارجی (مانند بخار) نیاز دارد ، در حالی که تبخیر کننده MVR با بازیافت گرمای نهان بخار ثانویه ، تقاضا برای انرژی خارجی را کاهش می دهد. طبق آمار ، تبخیر کننده MVR می تواند 50 ٪ - 80 ٪ از مصرف انرژی را در مقایسه با تجهیزات سنتی تبخیر چند اثر ذخیره کند. با افزایش قیمت انرژی امروز ، این بدون شک صرفه جویی قابل توجهی در هزینه را برای شرکت ها به ارمغان می آورد. به عنوان مثال ، در فرآیند تولید یک شرکت شیمیایی ، پس از اتخاذ تبخیر MVR ، هزینه مصرف بخار سالانه توسط میلیون ها یوان کاهش می یابد.

(ب) هزینه عملیاتی پایین

با توجه به کاهش قابل توجه در مصرف انرژی ، هزینه عملیاتی تبخیر کننده MVR نیز به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. علاوه بر این ، اواپراتور MVR معمولاً سیستم کنترل را با درجه بالایی از اتوماسیون اتخاذ می کند ، که باعث کاهش بار کار عملکرد و نگهداری دستی می شود و هزینه های کار را بیشتر می کند. در عین حال ، طراحی ساختاری جمع و جور آن باعث می شود ردپای کوچکتر شود و هزینه ساخت و ساز گیاهان و لیزینگ را کاهش دهد. به طور کلی ، تبخیر کننده MVR می تواند هزینه های عملیاتی زیادی را برای شرکت ها در طول کار طولانی مدت پس انداز کند. ​

(iii) عملکرد خوب محیطی

مصرف انرژی کمتر به معنای انتشار گازهای گلخانه ای کمتر است. در حین کار ، اواپراتور MVR وابستگی خود را به منابع گرمای خارجی (مانند بخار تولید شده توسط دیگهای زغال سنگ و روغن روغن دار) کاهش می دهد ، تا میزان انتشار آلاینده ها مانند دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد را کاهش می دهد ، که مطابق با نیازهای دقیق جامعه امروز برای حفاظت از محیط زیست است. به عنوان مثال ، در برخی از صنایع دارویی و غذایی با نیازهای حفاظت از محیط زیست بسیار بالا ، اواپراتورهای MVR به دلیل عملکرد عالی محیطی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. ​

(IV) کیفیت بالای محصول ​

در طی فرآیند تبخیر ، تبخیر کننده MVR از اختلاف دمای پایین تر برای تبادل گرما استفاده می کند ، که می تواند به طور موثری از تخریب کیفیت مواد به دلیل گرمای بیش از حد جلوگیری کند. این مزیت به ویژه برای برخی از مواد حساس به گرما (مانند داروها ، آب میوه و غیره) واضح است. در شرایط تبخیر درجه حرارت پایین ، مواد مؤثر موجود در مواد می توانند بهتر حفظ شوند و از این طریق کیفیت و طعم محصول را تضمین می کنند. به عنوان مثال ، در فرآیند غلظت آب میوه ، استفاده از اواپراتورهای MVR می تواند ویتامین ها و اجزای عطر موجود در آب را تا حدودی حفظ کند و باعث می شود طعم آب غلیظ به آب تازه نزدیکتر شود.

(v) عملکرد ساده و درجه بالایی اتوماسیون

اواپراتور MVR مجهز به یک سیستم کنترل پیشرفته است. اپراتور فقط باید پارامترهای مربوطه را در رابط کنترل تنظیم کند و تجهیزات می توانند به صورت خودکار اجرا شوند. این سیستم می تواند به طور خودکار وضعیت عملیاتی را با توجه به پارامترهای نظارت شده در زمان واقعی تنظیم کند تا از ثبات و کارآیی فرآیند تبخیر اطمینان حاصل شود. در عین حال ، تجهیزات همچنین دارای تشخیص گسل و عملکرد زنگ هستند. پس از بروز وضعیت غیر طبیعی ، می توان از اپراتور به موقع برای پردازش مطلع شد ، که مشکل عملکرد و شدت کار را تا حد زیادی کاهش می دهد.

IV سناریوهای کاربردی تبخیر کننده های MVR

(i) صنعت شیمیایی

تصفیه فاضلاب: مقدار زیادی از فاضلاب آلی با نمودارهای بالا و با غلظت بالا در طی فرآیند تولید شیمیایی تولید می شود. اواپراتورهای MVR می توانند این فاضلاب ها را تبخیر و متمرکز کنند ، نمک و ماده آلی را در فاضلاب جدا کرده و به تخلیه استاندارد یا استفاده مجدد از فاضلاب دست یابند. به عنوان مثال ، در صنایع شیمیایی کلر-آلکالی ، از تبخیر کننده های MVR می توان برای تصفیه فاضلاب های حاوی نمک مانند کلرید سدیم و هیدروکسید سدیم استفاده کرد ، مواد مفیدی را در آن بازیابی کرد و هزینه تصفیه فاضلاب را کاهش داد.

تبلور نمک: هنگام بازیابی نمک های معدنی مانند کلرید سدیم ، سولفات سدیم و سولفات آمونیوم از فاضلاب شیمیایی ، تبخیر کننده MVR می تواند محلول را از طریق تبخیر و غلظت به حالت اشباع نشده و در نتیجه به تبلور و بارش نمک برساند. در مقایسه با فرآیندهای تبخیر و تبلور سنتی ، این روش دارای مصرف انرژی کمتری و راندمان تبلور بالاتر است.

بازیابی حلال ارگانیک: در تولید شیمیایی ، بسیاری از حلالهای آلی (مانند اتانول ، استون و غیره) نیاز به بازیافت و استفاده مجدد دارند. تبخیر کننده MVR می تواند مایعات مخلوط مخلوط حاوی حلال های آلی ، کنسانتره و بازیافت حلال های آلی را تبخیر و بازیافت کند ، هزینه های تولید را کاهش داده و آلودگی محیطی ناشی از حلال های آلی را کاهش دهد.
​
(ب) صنعت داروسازی

غلظت عصاره طب چینی: عصاره های طب چینی حاوی مقدار زیادی آب هستند و برای افزایش غلظت مواد فعال نیاز به تمرکز دارند. خصوصیات تبخیر دمای پایین از تبخیر کننده MVR می تواند از نابودی اجزای حساس به گرما در طب چینی در طی فرایند غلظت جلوگیری کند و از اثربخشی طب چینی اطمینان حاصل کند. به عنوان مثال ، اواپراتورهای MVR به طور گسترده ای در روند غلظت عصاره های طب چینی مانند جینسنگ و آنجلیکا مورد استفاده قرار می گیرند. ​

غلظت آبگوشت تخمیر: در فرآیند تولید تخمیر داروهایی مانند آنتی بیوتیک و اسیدهای آمینه ، آبگوشت تخمیر باید متمرکز شود. تبخیر کننده MVR می تواند ضمن حفظ فعالیت و خلوص محصول تخمیر و بهبود کیفیت محصول ، آبگوشت تخمیر را به طور مؤثر متمرکز کند. ​

بازیابی حلال: مقدار زیادی از حلال های آلی مانند اتانول و متانول در فرآیند دارویی استفاده می شود. از تبخیر MVR می توان برای بازیابی این حلال های آلی ، کاهش هزینه های تولید و برآورده کردن الزامات حفاظت از محیط زیست تولید دارو استفاده کرد.
​
(iii) صنایع غذایی

غلظت آب: اواپراتور MVR می تواند آب را در دمای پایین متمرکز کند و طعم ، رنگ و مواد مغذی آب را تا حدی حفظ کند. آب میوه پس از تمرکز توسط اواپراتور MVR ، طعم غنی تری دارد و ذخیره و حمل و نقل آن آسان است. به عنوان مثال ، در فرآیند تولید آب پرتقال ، آب سیب و سایر آب میوه ها ، تبخیر کننده MVR به تجهیزات غلظت اصلی تبدیل شده است. ​

پردازش لبنیات: در فرآیند غلظت محصولات لبنی مانند شیر و آب پنیر ، اواپراتور MVR می تواند از آسیب دما بالا به مواد مغذی مانند پروتئین و چربی در لبنیات جلوگیری کند و از کیفیت لبنیات اطمینان حاصل کند. در عین حال ، از طریق غلظت ، می توان ماندگاری محصولات لبنی را افزایش داد و ارزش افزوده محصولات را می توان افزایش داد. ​

غلظت مایع قند: برای غلظت مایعات قند مانند شربت و عسل ، اواپراتور MVR می تواند در دمای پایین تر عمل کند تا از ابتلا به مایع قند به دلیل گرمای بیش از حد جلوگیری کند ، که این امر بر کیفیت محصول تأثیر می گذارد. مایع قند غلیظ غلظت بالاتری دارد که برای پردازش و بسته بندی بعدی مناسب است.

(IV) صنعت حفاظت از محیط زیست

درمان شستشو: شستشو حاوی مقدار زیادی ماده آلی ، نیتروژن آمونیاک ، فلزات سنگین و سایر آلاینده ها است که درمان آن دشوار است. اواپراتور MVR می تواند تبخیر و لیچ را تبخیر کند ، حجم لیچ را کاهش داده و بار درمان بعدی را کاهش دهد. در عین حال ، بخشی از منابع آب از طریق تبخیر و تمرکز قابل بازیابی است و می توان منابع را بازیافت کرد. ​

تصفیه فاضلاب برقی: فاضلاب برقی حاوی مقدار زیادی یون فلزی سنگین (مانند کروم ، نیکل ، مس و غیره) و سیانید و سایر مواد مضر است. اواپراتور MVR می تواند فاضلاب برقی برقی ، یون های فلزی سنگین جداگانه و سایر آلاینده ها را تبخیر و متمرکز کند و متوجه استفاده مجدد از فاضلاب و بازیابی فلزات سنگین شود. به عنوان مثال ، در تصفیه فاضلاب آبکاری کروم ، اواپراتور MVR می تواند یونهای کروم را در فاضلاب برای تولید دوباره تولید کند و بازیابی کند. ​

تصفیه فاضلاب چاپ و رنگ آمیزی: فاضلاب چاپ و رنگ آمیزی حاوی مقدار زیادی از آلاینده ها مانند رنگ ، کمکی و نمک های معدنی ، با رنگ تیره و COD بالا است. اواپراتور MVR می تواند فاضلاب چاپ و رنگ آمیزی چاپ و رنگ آمیزی را تبخیر و کنسانتره ، نمک و رنگها را از فاضلاب خارج کند ، فاضلاب را رعایت کند که استانداردهای استفاده مجدد را رعایت کرده و مصرف منابع آب و تخلیه فاضلاب چاپ و رنگ آمیزی شرکت ها را کاهش دهد. ​

(v) نمک زدایی آب دریا و بازیابی منابع

درمان آب غلیظ اسمز معکوس: اسمز معکوس یک فناوری متداول در آب شیرین کن آب دریا و تصفیه فاضلاب است ، اما مقدار مشخصی از آب غلیظ تولید می کند. تبخیر کننده MVR می تواند بیشتر آب غلیظ اسمز معکوس را متمرکز کند ، منابع آب را در آن بازیابی کند و میزان استفاده از منابع آب را بهبود بخشد. در عین حال ، حجم آب غلیظ غلیظ کاهش می یابد ، که برای درمان و دفع بعدی مناسب است. ​

استخراج لیتیوم از دریاچه نمک: نمک دریاچه نمک حاوی منابع لیتیوم غنی است ، اما غلظت لیتیوم کم است ، بنابراین باید متمرکز و استخراج شود. تبخیر کننده MVR نقش مهمی در فرآیند استخراج لیتیوم از دریاچه نمک دارد. با تبخیر و تمرکز آب نمک دریاچه نمک ، غلظت لیتیوم افزایش می یابد و شرایط مطلوب تری را برای فرآیند استخراج لیتیوم بعدی فراهم می کند.

V. مقایسه بین تبخیر کننده MVR و سایر تبخیر کننده ها

به منظور درک ویژگی های تبخیر کننده MVR ، ما آن را با تبخیر کننده چند اثر سنتی و تبخیر بخار حرارتی (TVR) مقایسه می کنیم. مقایسه خاص در جدول زیر نشان داده شده است:

همانطور که از جدول مقایسه مشاهده می شود ، MVR Evaporator دارای مزایای آشکاری در مصرف انرژی ، هزینه های عملیاتی ، عملکرد حفاظت از محیط زیست و کیفیت محصول است و به ویژه برای صنایع و سناریوهای کاربردی مناسب است که نسبت به هزینه های انرژی حساس هستند و نیازهای بالایی برای کیفیت محصول دارند. ​

vi پایان

به عنوان یک فناوری تبخیر نوآورانه ، تبخیر کننده MVR چشم انداز کاربردهای گسترده ای را در بسیاری از صنایع از جمله شیمیایی ، دارویی ، مواد غذایی و حفاظت از محیط زیست به دلیل مزایای بسیاری از جمله راندمان بالا و صرفه جویی در مصرف انرژی ، حفاظت از محیط زیست ، کیفیت بالای محصول و عملکرد ساده نشان داده است. با توجه به توجه بیشتر به مسائل مربوط به انرژی و الزامات حفاظت از محیط زیست ، Evaporator MVR مطمئناً در تولید صنعتی آینده نقش مهمی را ایفا می کند و پشتیبانی جدی از شرکت ها برای دستیابی به توسعه پایدار ارائه می دهد. شرکت ها هنگام انتخاب تبخیر کننده MVR ، باید عملکرد ، هزینه سرمایه گذاری و هزینه عملیاتی تجهیزات را با توجه به نیازهای تولیدی خود ، ویژگی های مواد ، تأمین انرژی و سایر عوامل در نظر بگیرند و مناسب ترین تجهیزات و راه حل های فرآیند را انتخاب کنند. در عین حال ، با پیشرفت مستمر علم و فناوری ، فناوری تبخیر MVR نیز به طور مداوم در حال توسعه و بهبود است و انتظار می رود در آینده در زمینه های بیشتری اعمال شود و به مزایای اقتصادی و اجتماعی بهتری برسد. $