蒸发装置设计经济概算

㈠ MVR蒸发器

MVR蒸发器
(mechanical vapor recompression)的简称。mvr是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项技术。早在60年代，德国和法国已经成功的将该技术应用于化工、制药、造纸、污水处理、海水淡化等行业。mvr蒸发器[1]其工作过程是低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽。 溶液在一个降膜蒸发器里，通过物料循环泵在加热管内循环。初始蒸汽用新鲜蒸汽在管外给热，将溶液加热沸腾产生二次汽，产生的二次汽由涡轮增压风机吸入，经增压后，二次汽温度提高，作为加热热源进入加热室循环蒸发。正常启动后，涡轮压缩机将二次蒸汽吸入，经增压后变为加热蒸汽，就这样源 源不断进行循环蒸发。蒸发出的水分最终变成冷凝水排出 多效蒸发过程中，蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源，只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量，使其温度(压力)提高。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽，而mvr蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽. 由于成本原因，单级离心压缩机和高压风机被普遍用于机械蒸汽再压缩系统。因此下述说明是针对此类设计。离心压缩机是体积控制机器，即无论吸入压力多大，体积流率几乎保持恒定。而质量流量的变化与绝对吸入压力成比例。 能量图单级离心压缩机的压缩循环描绘在焓熵图中。单级离心压缩机需要的动力： 例如：将来自蒸发器的饱和水蒸汽从吸入状态p1=1.9 bar, t1=119 ℃压缩到p2= 2.7 bar, t2=161℃（压缩比 ∏= 1.4）。压缩循环沿着多变曲线1－2，蒸汽的比焓增加量Δhp。对于蒸汽的比焓h2，通过压缩机内效率（等熵效率）的等式：在此温度下，它进入到蒸发器的加热器。基于被吸入蒸汽的量，kg/hr。hp 单位多变（有效）压缩功，kJ/kg。hs 单位等熵压缩功，kJ/kg。 压缩机的等熵效率（内效率）除其他因素之外，单位多变压缩功 hp取决于多方指数κ和吸入气体的摩尔质量M，以及吸入温度和要求的压升。对于原动机（电动机、燃气机、涡轮机等）的实际耦合功率，考虑了更大的机械损耗余量。叶轮由标准材料制造的单级离心压缩机能够获得压缩因子1.8的水蒸汽压升，如果采用钛等更高质量的材料，压缩因子可高达2.5。这样一来，最终压力p2就是吸入压力p1的1.8倍，或最大2.5倍，这对应于饱和蒸汽温度升高约12-18K，最大温升可到30K，这取决于吸入压力。就蒸发技术而言，通常的做法是根据相应的水沸点温度来表示其压力。这样，有效温差就被直接表示出来。
mvr的技术参数：
1）蒸发一吨水需要耗电为23-70度电； 2）可以实现蒸发温度17-40℃的低温蒸发（无需冷冻水系统 机械蒸汽再压缩的原理
从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。这样，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便，经常使用单效离心再压缩器，也可以是高压风机或透平压缩器。这些机器在1：1.2到1：2压缩比范围内其体积流量较高。对于低的蒸发速率，也可用活塞式压缩机、滑片压缩机或是螺杆压缩机。 蒸发设备紧凑，占地面积小、所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽，供水能力不足，场地不够的现有工厂，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。
采用机械蒸汽再压缩的原因
■ 单位能量消耗低 ■ 因温差低使产品的蒸发温和 ■ 由于常用单效使产品停留时间短 ■ 工艺简单，实用性强 ■ 部分负荷运转特性优异 ■ 操作成本低
mvr的技术特点：
mvr能流图1）低能耗、低运行费用； 2）占地面积小； 3）公用工程配套少，工程总投资少， 4）运行平稳，自动化程度高； 5）无需原生蒸汽； 3）由于常用单效使产品停留时间短 4）工艺简单，实用性强，部分负荷运转特性优异 5）操作成本低 6）可以在40℃以下蒸发而无需冷冻设备，特别适合于热敏性物料。
mvr的应用推广范围：
mvr示意图1）蒸发浓缩 2）蒸发结晶 3）低温蒸发

㈡ 蒸发器工作原理

蒸发器就是作为加热冷媒、向外界吸热的设备，主要有加热室和蒸发室组成，液体冷媒通过送料口进入，同时加热蒸汽对加热室内部的加热管束（下图中较细的管路）进行加热，加热室内中间的较粗的管子由于受热面积不如加热管束面积大，故加热管束汽化的冷媒上升进入蒸发室。

而中央循环管的液体冷媒下降，继续进行循环。（中央循环管的横截面积约为加热管束总横截面积的40%-100%左右，这也直接影响到了蒸发器的效率） 蒸发器在新风换热机组、风机盘管中的应用主要是在制冷过程中提供冷水，在制热过程中提供加热后的冷媒。

它在地源热泵系统中的应用于冷凝器相反，在地源热泵机组进行供热过程中，蒸发器属于地源侧设备，对地源侧的循环水进行加热，再通过机组换热，将热水传至冷凝器，由冷凝器将热水中的热量排放出去。

在机组进行制冷过程中，蒸发器属于末端设备，由地源侧的冷凝器对地源侧水进行冷凝，并供给蒸发器对外吸热，从而达到对外界制冷的效果。

(2)蒸发装置设计经济概算扩展阅读

蒸发器的基本形式是地源热泵机械蒸汽再压缩(MVR)从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热󰀁蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。

这样原先要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便，经常使用单效离心再压缩器，也可以是高压风机或透平压缩器。这些机器在1：1.2到1：2压缩比范围内其体积流量较高。

㈢ 空调和热泵蒸发器和冷凝器怎么设计

两者粗略的讲,是没有区别的,都是换热器,只是使用的用途不同,冷凝器用来排放热量、蒸发器用来吸收热量.
仔细的讲,也是有区别的：
在冷凝器设计中,应当分流路,不同路的入口应当尽量靠近,出口也应当尽量靠近,进口与出口也应当尽量远离,以避免由于复热而损失部份换热量,避免流量分配不均匀.在实际设计中,若分路多于两路时,应当采用集中式分液器和集液器,尽量使不同流路之间流量均匀.不同流路的管程最好相同,而且应当均匀地流过迎风侧和背风侧使得换热均匀.
对于蒸发器,要求也差不多,相对来讲能简单一些,最常见的是进液部分添加了分液头,分成的路数较多,而且分液头必须垂直安装.冷凝器是没有分液头的,采用的是分气集管.

㈣ 空调和热泵蒸发器和冷凝器怎么设计

制冷量+压缩机电机功率/200~250=冷凝器换热面
例如：（3SS1-1500压缩机）CT=40℃：CE=-25℃压缩机制冷量=12527W+压缩机电机功率11250W=23777/230=风冷凝器换热面积103m2
水冷凝器换热面积与风冷凝器比例=概算1比18（103/18）=6m2
蒸发器的面积根据压缩机制冷量（蒸发温度℃×Δt相对湿度的修正系数查表）。

㈤ 三效逆流加料蒸发装置的设计中蒸发器的操作压力怎么计算

这是一个综合的计算，首先确定各效参数及蒸发量，再根据进料浓度计算出各效料液的浓度，再根据浓度查出该浓度下氢氧化钠水溶液的沸点升高，再根据料液温度和沸点升高求得该温度、浓度下料液的饱和蒸汽温度，由文献查得饱和蒸汽压力，就是你说的操作压力。

㈥ 化工原理蒸发

蒸发过程概述
(summarize of evaporation process）
1．蒸发的概念
将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使其中的挥发性溶剂部分汽化从而将溶液浓缩的过程称为蒸发。蒸发操作广泛应用于化工、轻工、制药、食品等许多工业中。
2．蒸发操作的目的(purpose of evaporation manipulation）
工业蒸发操作的主要目的是：
（1）稀溶液的增浓直接制取液体产品，或者将浓缩的溶液再经进一步处理（如冷却结晶）制取固体产品，例如稀烧碱溶液（电解液）的浓缩、蔗糖水溶液的浓缩以及各种果汁、牛奶的浓缩等等；
（2）纯净溶剂的制取，此时蒸出的溶剂是产品，例如海水蒸发脱盐制取淡水。
（3）同时制备浓溶液和回收溶剂，例如中药生产中酒精浸出液的蒸发。
工业上被蒸发的溶液多为水溶液，故本章的讨论仅限于水溶液的蒸发。原则上，水溶液蒸发的基本原理和设备对其它液体的蒸发也是适用的。
3．蒸发流程 (evaporation flow path）
按照分子运动学说，当液体受热时，靠近加热面的分子不断地获得动能。当一些分子的动能大于液体分子之间的引力时，这些分子便会从液体表面逸出而成为自由分子，此即分子的汽化。因此溶液的蒸发需要不断地向溶液提供热能，以维持分子的连续汽化；另一方面，液面上方的蒸汽必须及时移除，否则蒸汽与溶液将逐渐趋于平衡，汽化将不能连续进行。

【播放动画】液体蒸发过程5-1
液体蒸发的简化流程如图片5-1所示，其主体设备—蒸发器由加热室和分离室两部分组成，其中加热室为一垂直排列的加热管束，在管外用加热介质（通常为饱和水蒸汽）加热管内的溶液，使之沸腾汽化。浓缩了的溶液（称为完成液）由蒸发器的底部排出。而溶液汽化产生的蒸汽经上部的分离室与溶液分离后由顶部引至冷凝器。为便于区别，将蒸出的蒸汽称为二次蒸汽，而将加热蒸汽称为生蒸汽或新鲜蒸汽。
对于沸点较高的溶液的蒸发，可采用高温载热体如导热油、融盐等作为加热介质，也可以采用烟道气直接加热。
4．蒸发过程的分类 (the classification of evaporation process)
（1）常压蒸发、加压蒸发和减压蒸发 按蒸发操作压力的不同，可将蒸发过程分为常压、加压和减压（真空）蒸发。对于大多数无特殊要求的溶液，采用常压、加压或减压操作均可。但对于热敏性料液，例如抗生素溶液、果汁等的蒸发，为了保证产品质量，需要在减压条件下进行。减压蒸发的优点是： 1）溶液沸点降低，在加热蒸汽温度一定的条件下，蒸发器传热的平均温度差增大，于是传热面积减小； 2）由于溶液沸点降低，可以利用低压蒸汽或废热蒸汽作为加热蒸汽； 3）溶液沸点低，可防止热敏性物料的变性或分解； 4）由于温度低，系统的热损失小。但另一方面，由于沸点降低，溶液的粘度大，使蒸发的传热系数减小，同时，减压蒸发时，造成真空需要增加设备和动力。
（2）单效蒸发与多效蒸发 根据二次蒸汽是否用作另一蒸发器的加热蒸汽，可将蒸发过程分为单效蒸发和多效蒸发。若前一效的二次蒸汽直接冷凝而不再利用，称为单效蒸发，图片5-1所示为单效蒸发的流程示意。若将二次蒸汽引至下一蒸发器作为加热蒸汽，将多个蒸发器串联，使加热蒸汽多次利用的蒸发过程称为多效蒸发。
（3）间歇蒸发与连续蒸发 根据蒸发的过程模式，可将其分为间歇蒸发和连续蒸发。间歇蒸发系指分批进料或出料的蒸发操作。间歇操作的特点是：在整个过程中，蒸发器内溶液的浓度和沸点随时间改变，故间歇蒸发为非稳态操作。通常间歇蒸发适合于小规模多品种的场合，而连续蒸发适合于大规模的生产过程。

㈦ 求500L/D的负压蒸发装置（负压蒸发器）的设计方案。

1、圆管：承压最好；
2、厚度计算按压力容器GB150公式计算；500ml，确定直径和长度后，再计算厚度；

3、降低能耗：增加一个换热器，进料与出口蒸汽换热后再进入蒸发器，可以降低冷却水量以及蒸汽加热量。
4、其他建议：
1）蒸发器要保温；
2）最好外加加热器，以弥补蒸发器换热面积的不足；蒸发量：蒸发1kg水，需要热量550大卡，（2300KJ），合计：用电0.64度，实际用电0.7度（效率问题）。

因1度=1kW*h=3.6*10^6J=3.6*10^3KJ=3600KJ。