Principi bàsic de l'evaporador MVR

MVR evaporator és una abreviatura de compressió de vapor mecànica en anglès. MVR és una tecnologia que reutilitza l'energia generada pel seu propi vapor secundari per reduir la demanda d'energia externa.
El vapor secundari, després de ser comprimit pel compressor, augmenta la pressió i la temperatura, i l'entalpia augmenta en conseqüència. S'envia a la cambra de calefacció de l'evaporador com a vapor de calefacció, que s'utilitza com a generador de vapor per mantenir l'estat d'evaporació del líquid material. El mateix vapor d'escalfament transfereix calor al propi material i el condensa en aigua. D'aquesta manera, el vapor que s'havia de rebutjar originalment s'aprofita al màxim, es recupera la calor latent i es millora l'eficiència tèrmica.
Ja a la dècada de 1960, Alemanya i França havien aplicat amb èxit aquesta tecnologia a indústries com la química, farmacèutica, paperera, tractament d'aigües residuals i dessalinització d'aigua de mar.
El procés de treball consisteix a comprimir el vapor de baixa temperatura a través d'un compressor, augmentar la temperatura i la pressió, augmentar l'entalpia i després entrar a l'intercanviador de calor per a la condensació per aprofitar completament la calor latent del vapor. Llevat de la posada en marxa, no cal generar vapor durant tot el procés d'evaporació.
En el procés d'evaporació d'efectes múltiples, el vapor secundari d'un determinat efecte a l'evaporador no es pot utilitzar directament com a font de calor primària, sinó que només es pot utilitzar com a font de calor secundària o secundària. Com a font de calor primària, cal aportar energia addicional per augmentar la seva temperatura (pressió). La bomba de raig de vapor només pot comprimir una part del vapor secundari, mentre que l'evaporador MVR pot comprimir tot el vapor secundari de l'evaporador.
La solució es fa circular en un evaporador de pel·lícula que cau a través d'una bomba de circulació de material dins del tub de calefacció. El vapor inicial s'escalfa amb vapor fresc fora de la canonada, que escalfa i bull la solució per produir vapor secundari. El vapor secundari resultant és aspirat per un ventilador turboalimentat i, després de la pressurització, augmenta la temperatura del vapor secundari. Serveix com a font de calefacció i entra a la cambra de calefacció per a l'evaporació cíclica. Després de l'engegada normal, el turbocompressor aspira el vapor secundari, que es pressuritza i es converteix en vapor d'escalfament, circulant i evaporant contínuament. L'aigua evaporada es converteix finalment en condensat i es descarrega.
Per raons de cost, els compressors centrífugs d'una sola etapa i els ventiladors d'alta pressió s'utilitzen habitualment en sistemes de recompressió de vapor mecànics. Per tant, la següent explicació és per a aquest tipus de disseny. Un compressor centrífug és una màquina de control de volum, que manté un cabal de volum gairebé constant independentment de la pressió d'aspiració. El canvi en el cabal massiu és proporcional a la pressió d'aspiració absoluta.
El cicle de compressió d'un compressor centrífug d'una sola etapa es representa en un diagrama d'entropia d'entalpia. Potència necessària per a un compressor centrífug d'una sola etapa:
Per exemple, comprimir vapor d'aigua saturat de l'evaporador des de l'estat d'aspiració p1=1,9 bar, t1=119 grau a p2=2,7 bar, t2=161 grau ( relació de compressió Π= 1.4). El cicle de compressió segueix una corba politròpica 1-2, augmentant l'entalpia específica del vapor Δ HP. Per a l'entalpia específica h2 del vapor, entra a l'escalfador de l'evaporador a aquesta temperatura mitjançant l'equació de l'eficiència interna (eficiència isentròpica) del compressor. En funció de la quantitat de vapor inhalat, kg/h. Treball de compressió variable (efectiva) de la unitat HP, kJ/kg. Treball de compressió isentròpica unitat Hs, kJ/kg.
L'eficiència isentròpica (eficiència interna) d'un compressor depèn, entre altres factors, de l'índex politròpic de la unitat de treball de compressió variable hp κ i de la massa molar M del gas inhalat, així com de la temperatura d'inhalació i l'augment de pressió requerit. Per a la potència real d'acoblament del motor principal (motor elèctric, motor de gas, turbina, etc.), es considera un marge de pèrdua mecànica més gran. Un compressor centrífug d'una sola etapa amb un impulsor fet de materials estàndard pot aconseguir un augment de la pressió del vapor d'aigua amb un factor de compressió d'1,8. Si s'utilitzen materials de major qualitat com el titani, el factor de compressió pot arribar fins a 2,5. D'aquesta manera, la pressió final p2 és 1,8 vegades la pressió d'aspiració p1, o un màxim de 2,5 vegades, la qual cosa correspon a un augment de la temperatura del vapor saturat d'uns 12-18K, amb un augment màxim de temperatura de fins a 30K. , en funció de la pressió d'aspiració. Pel que fa a la tecnologia d'evaporació, la pràctica habitual és representar la seva pressió en funció de la temperatura d'ebullició corresponent de l'aigua. D'aquesta manera, es representa directament la diferència efectiva de temperatura.
Principi de recompressió mecànica de vapor
L'equip d'evaporació és compacte, ocupa una àrea reduïda i requereix un espai reduït. També pot eliminar el sistema de refrigeració. Per a les fàbriques existents que requereixen l'ampliació d'equips d'evaporació per al subministrament de vapor, capacitat insuficient de subministrament d'aigua i espai insuficient, especialment en situacions en què l'evaporació a baixa temperatura requereix la condensació d'aigua refrigerada, es pot aconseguir tant estalvi d'inversió com bons efectes d'estalvi d'energia.