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MVR手艺正在硫酸铵蒸发结晶中的使用

更新时间:2019-05-03

  第 43 卷第 24 期 2015 年 12 月 广 州 化 工 Guangzhou Chemical Industry Vol. 43 No. 24 Dec. 2015 MVR 手艺正在硫酸铵蒸发结晶中的使用 唐 华 南京 210009 ) ( 江苏智道工程手艺无限公司,江苏 摘 要: MVR 即机械蒸汽再压缩,工做道理是将低温位的蒸汽经压缩机压缩,温度和压力提高,热焓添加,然后进入换热 器取物料进行换热,充实操纵蒸汽的潜热,整个蒸发过程中不再需要弥补生蒸汽,压缩机只需供给少量的电力驱动就能实现蒸发 器热能轮回操纵,持续蒸发,达到节能结果。取保守多效蒸发比拟达到节能结果,MVR 蒸发器是新一代蒸发器手艺,是一种节能 环保的高新手艺,正在化工、制药、环保等行业中普遍利用 。 环节词: MVR; 蒸发结晶; 硫酸铵 中图分类号: TH 文献标记码: A 文章编号: 1001 - 9677 ( 2015 ) 024 - 0179 - 03 MVR Technology in the Application of Ammonium Sulte Evaporation Crystallization TANG Hua ( Jiangsu Wisdom Engineering & Technology Co. ,Ltd. ,Jiangsu Nanjing 210009 ,China) Abstract: MVR means Mechanical Vapor Recompression. The principle of MVR technology is that the low grade steam is compressed by the compressor to the temperature and pressure increasing and the heat enthalpy. Then the high grade stream transfer heat into the heat exchanger. This technology can make full use of the latent heat of steam and realize energy saving. Also no more steam need to add in the whole evaporation process. With a little electrical drive,the compressor can realize steam heat energy cyclic utilization and continuous evaporation. Compares with the traditional multi - effect evaporation technique,MVR is a new generation evaporator technology with better energy - saving effect,and widely used in chemical,medicine,environmental protection industries. Key words: MVR; evaporative crystallization; ammonium sulte 机械 蒸 汽 再 压 缩 技 术 ( Mechanical Vapor Recompression, MVR) 是一种高效节能环保手艺,该手艺次要通过从头操纵蒸 发器内发生的二次蒸汽能量,达到削减对能源需求目标 。 具体过程是将蒸发过程中发生的二次蒸汽颠末压缩机压缩( 介 质一般是水蒸气) ,温度、 压力上升,热焓值添加,用于弥补 [1 - 4 ] 。 或完全代替新颖蒸汽为热源,实现潜热的持续轮回利用 正在常压下,100 ℃ 的水蒸气冷凝成 100 ℃ 的 水 放 出 的 潜 热 为 2256. 6 kJ / kg,因此这部门能量是极具操纵价值的[3] 。 MVR 手艺 正在 国 外 已 经 经 过 几 十 年 的 发 展,而 国 内 引 进 MVR 手艺也有接近十年时间了 。正在国内,该手艺已正在含盐污水 处置、印染废水处置,食物浓缩,中药蒸发浓缩,冶金行业等 [4 - 5 ] ,正在其利用上累积了较多的经验 。 方面有很多成功案例 MVR 蒸发器近几年正在国内成长得比力快,受推崇的缘由是 节能结果显著。正在每个项目入彀算得出结论: 虽然初期投入成 本比保守蒸发器高良多,可是很快就能够正在运转过程能够把初 期的投入收回来,一般是一年到两年时间 。 这是 MVR 蒸发器 的劣势。 1. 1 工做道理 图1 MVR 安拆流程图 1 MVR 蒸发的工做道理取手艺劣势 MVR 蒸发得安拆道理图如图 1 所示,原料液通过蒸发器吸 收来自蒸汽的热量后进入闪蒸罐中蒸发浓缩,达到要求的浓缩 液间接进入下一道工序; 而所蒸发出来的低压乏汽则通过蒸汽 压缩机压缩,以提高其温度和压力,添加热焓值,提高乏 做者简介: 唐华 ( 1978 - ) ,男,工程师,次要处置化工、节能环保类工程设想。 180 广 州 化 工 2015 年 12 月 汽的档次。将压缩后的蒸汽送入蒸发器中,取物料进行换热, 充实操纵了蒸汽的潜热,达到节能结果。整个蒸发过程中除了 开车所用的新颖蒸汽,不再需要弥补。 1. 2 MVR 取多效蒸发器的比力 保守多效蒸发器以鲜蒸汽为热源,蒸汽通过前一效的蒸发 器后,蒸汽夹杂二次蒸汽再进入下一效蒸发器,曲到从最 后一效蒸发器中排出。多效蒸发器中某一效的二次蒸汽不克不及曲 接做为本效热源,只能做为次效或次几效的热源,而本效热源 表1 项目 能源 能耗 投资成本 运转成本 占地面积 单效 新颖蒸汽 能耗高,蒸发 1 吨水 需要约 1. 1 吨新颖蒸 汽 小 高 小 必需额外供给。添加效数能够起到节能的结果,可是因为工艺 道理没有发生变化,仅仅通过添加效数( 即蒸发器数量) ,仍然 需要络绎不绝的耗损的新颖蒸汽,同时发生大量乏汽。 添加效 数同时让系统愈加复杂,以至需要添加强制轮回泵,电耗也随 之添加,且不克不及从底子上处理大量耗损蒸汽和乏汽放空的问 题。 蒸发 1 吨水多效蒸发所需新颖蒸汽量取采用 MVR 手艺的 能耗比力,见表 1 。 多效蒸发取 MVR 手艺的机能比力 双效 新颖蒸汽 三效 新颖蒸汽 能耗较低,蒸 发 1 吨 水需要 约 0. 4 吨 新 鲜 蒸汽 较大 较低 大 四效 新颖蒸汽 能耗较低,蒸发 1 吨 水需要 约 0. 3 吨新 鲜 蒸汽 较大 较低 大 MVR 工业用电 能耗较低,蒸发 1 吨 水需 要 15 ~ 55 kW / h 的电耗 大 低 小 能耗较低,蒸 发 1 吨 水需要约 0. 57 吨新颖 蒸汽 较小 较低 大 相较于多效蒸发手艺,MVR 的手艺有较着的劣势。 节能劣势: 维持蒸汽压缩机工做的介质,可间接从系统内 蒸发器中抽取,既有益于溶液中汽体移除,同时也无需别的增 加介质。 经济劣势: 若新颖蒸汽以 180 元 / t 计,电费以 0. 55 元 / 度 计,四效蒸发器蒸发一吨水至多需要 54 元,而 MVR 所需仅 30 元,可节流 24 元; 一年工做以 7200 h 计,则 MVR 手艺可节 省 17. 28 万元,因而虽然该手艺正在前期的投资成本比保守蒸发 器高良多,可是正在其运转过程中能较快的将成本收回 。 操做劣势: 调理蒸汽压缩机的抽气能力和压缩比,能够控 制系统的蒸发温度,操做矫捷,对晶体的生成和成长质量控 制,创制了有益前提。 例如薄膜蒸发器虽然合用于热敏性溶液的处置,传热效率也 高,可是并能用于处置易结晶 、 结垢,粘度大的溶液,正在工业 使用中凡是会取强制轮回型蒸发器相联用 。 硫铵蒸发结晶工艺中多选用强制轮回蒸发器,正在处置浓度 [8 ] 较高、处置量不大的硫铵溶液时,也可采用刮板蒸发器 。 由 于硫铵溶液正在较高温度下有较大的侵蚀性,因此蒸发器取料液 接触的部位均需采用 316L 材质,避免因侵蚀风险设备利用寿 命。 2. 2 蒸发温度 2 MVR 正在硫酸铵蒸发结晶中的使用 ( NH4 ) 2 SO4] 硫酸铵[ 正在农业前次要用做于肥料,具有优秀 的物质和化学不变性 。工业出产中,常用氨水洗涤含有二 氧化硫的尾气来获得亚硫酸铵和亚硫酸氢铵溶液,并用硫酸酸 化获得硫酸铵溶液,既处理了含硫尾气污染的问题,同时 也能将硫收受接管操纵,添加经济效益。 正在硫酸铵固体产物的出产中,蒸发结晶是一道必不成少的 环节。采用 MVR 手艺替代保守的多效蒸发手艺,不只能够有 效降低蒸发结晶工艺中废热的排放,为节能降耗找到了一条行 之无效的路子,同时也能够最大限度的操纵热量,以降低能 耗,削减运转成本。 目前已有将 MVR 手艺使用于蒸发结晶硫酸铵固体颗粒的 [6 - 7 ] ,正在该工艺工程中,次要着眼于蒸发过程、 结晶 成功案例 取操做参数对整个工艺的影响,例如蒸发器选型、 晶种、 蒸发温度以及溶液 pH 值等,而这些工艺前提的变化均会间接 牵扯到蒸发结晶结果,影响经济效益,因而,对于这些前提的 优化至关主要。 温度是改变晶体发展的主要参数 。 跟着温度的升高,硫铵 的消融度增大,消融均衡方向于消融标的目的,有益于降低成核速 率,推进较大粒径的晶体的成长 。 同时,温度的升高使固液两 相的界面张力降低,增大了扩散系数,也有益于大粒径的晶体 [9 - 10 ] 。 的成长 蒸发温度较低会使得溶液的过饱和度添加,成核速度增 加,促使晶体从粒度减小,且粒度分布也不服均。 而当蒸发温 渡过高,会导致溶质碰撞加强,碰撞构成晶核几率增大, 从而导致藐小晶体数量的增加; 结晶速度较快,易使溶液中杂 质析出,影响产物的纯度。 蒸发温度取所处的压力相关,跟着压力的变化而变 。 MVR 手艺,通过矫捷节制压缩机的入口抽气速度,调理压 化 缩比,实现对蒸发结晶系统温度节制 。 2. 3 晶 种 2. 1 蒸发器选型 蒸发器是 MVR 手艺所用次要焦点设备之一 。 蒸发器的构 制取品种繁多,且按照处置的溶液的特征纷歧样,往往需要选 择分歧的蒸发器。 各类蒸发器并不是彼此分手,毫无关系的, 适量的联用不只能够节能降耗,同时也能无效提高产质量量 。 MVR 手艺采用较高程度的从动节制,可切确调理合适的结 晶温度,节制晶种插手的机会取插手的量 。 正在工业出产中,为 了节制硫酸铵晶体的发展,往往会选择正在结晶的介稳区间添加 适量晶种,其插手量用以下公式计较 ( 假设过程中无晶核发展 [10 - 11 ] : 取晶种分裂) Ls3 Ms = Mp ( 1) Lp3 — —插手晶种的质量 式中: Ms— Mp— — —所需产出产物的质量 Ls— — —晶种颗粒的平均粒度 Lp— — —产物颗粒的平均粒度 ( ) ( 下转第 211 页) 第 43 卷第 24 期 梁兴唐,等: 使用型本科院校物理化学的讲授切磋 211 抓住事物的素质联系做为推理的根据,同时还要正在阐发、 分析 的根本上比同比异,方能获得较为靠得住的推论 。 除此之外,还有式、案例式、 翻转讲堂式等等分歧的 讲授方式,能够按照分歧的内容采用适宜的教,以提高教 学结果。 同窗取教员的沟通,有益于提高进修结果。 正在宽松的收集空气 中,学生通过立即通信往往可以或许说实话,对教师的课程提出更 加客不雅的,使教员的讲授结果获得实正在的反馈,便于教师 [7 ] 反思本人讲授的不脚,有益于提高本人的讲授能力 。 4 矫捷使用各类讲授手段,提高讲授效率 5 结 语 目前,大部门的讲堂都具有计较机多辅帮讲授功能, 教师能够通过 PPT 课件进行讲授,操纵丰硕的文字、 图片、 声 音和动画资本以及便利的呈现体例,实现讲授内容多种呈现, 具有教授内容多和教授效率高的特点 。还可模仿很多天然、 实 验现象,使的学问变得通俗易懂,有益于吸引学生的留意 力,调动进修乐趣,活 跃 课 堂 气 氛,培 养 学 生 的 空 间 思 维 能 [6 ] ” 、 “可逆过程 ” 和 “化学动力学势 力 。好比 “相图的绘制 能面” 等,这种保守教难以表述清晰的笼统寄义能够通过 模子图间接察看和理解 。可是,正在讲授实践中,教师也不克不及排 斥保守的 “黑板 + 粉笔” 讲授体例,过度依赖 PPT 课件,应有 效地连系多讲授和保守讲授,扬长避短。 对于一些主要公 式的推导,采用板书,层层推进、 边写边讲,指导学生积极的 思虑,方能加深学生的回忆和印象 。 跟着收集的普及,立即通信东西已无处不正在 。 讲授不只只 局限正在教室里,能够说随时随地都能进行,大大满脚了新时代 的讲授需求。好比成立 QQ 群,搭建自从进修的学问平台,实 现各类进修资本共享,有益于提高进修成就。 同时,立即通信 讲授手段具有交互性强 、及时顺畅沟通、 内容易保留,复习方 便的特点。别的,其便利同窗取教员的交换,特别性格内向的 不竭地提高讲授程度,是每位教师废寝忘食的逃求 。 正在应 用型院校物理化学的讲授过程中,应不竭地测验考试讲授,紧 紧环绕学校的办学定位,把讲授内容取人才培育方针无机地结 合起来,使学生正在进修到根本学问 、 使用技术的同时,亦能提 高本人的分析本质。 参考文献 [ 1] 潘懋元. 什么是使用型本科[J] . 高教摸索, 2010 ( 1 ) : 10 - 11. 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