【节能技术】MVR板式蒸发结晶装置在发酵行业的应用

  MVR（Mechanical Vapor Recompression）是二次蒸汽机械再压缩的简称，是根据热力学函数间的转变规律开发的一项节能技术， 由蒸发器蒸发产生的低温饱和二次蒸汽在压缩机叶轮高速转动下升高压力， 通过喷水调节变成高温下的饱和蒸汽后进入蒸发器作为加热热源， 此过程循环进行，从而实现零新鲜蒸汽消耗的连续蒸发过程，达到节能的目的。

      板式蒸发装置工作原理为通过间壁的换热，实现待蒸发物料温度上升至相应压力下的泡点以上，产生持续的沸腾，并在气液分离器内分离成高浓度液体和纯净的饱和水蒸气以达到浓缩的目的。板式蒸发器物料和蒸汽通道由相同的板片通过密封垫片或焊接的形式交替组合而成， 组装形式有可拆式、半焊式和全焊式。 可拆式板式蒸发器具有总传热效率高、综合造价低、节省贵重金属消耗、相对占地面积小、操作维护方便、蒸发面积方便调节等优点，在国外开发应用较早。

    MVR压缩机、板式蒸发器、结晶器的工作原理介绍，在溶液浓缩、结晶应用领域可以相应地派生出MVR板式蒸发结晶工艺，如图1所示，（a）图为单级、单体板式MVR蒸发结晶工艺，（b）图为单级、两体板式MVR蒸发结晶工艺（c）图为双级、两体MVR板式蒸发结晶工艺，应用时可以根据溶液浓度、蒸发量、沸点升高等参数选取单级单体、单级两（多）体、双（多）级双（多）体等各种工艺组合形式。如果处理物料浓度较低，还可以先采用板式蒸发装置将产品预浓缩至饱和点附近（如图1（d）所示），然后选用合适型式的结晶器蒸发结晶工艺，整个过程共用一台（组）压缩机。

     MVR板式蒸发、 结晶装置的突出特点是节能，工程经验表明系统蒸发量越大、物料沸点升高越低，相对节能效果越明显。以某制药企业发酵葡萄糖液浓缩为例， 介绍MVR板式蒸发装置能耗情况，并与四效管式降膜蒸发器能耗情况进行比较。

葡萄糖溶液黏度较大， 沸点升高设计点可在1～4℃之间选择，设计工况为蒸发量20 t/h、进料温度35℃、初始浓度15%（重量百分比）、最终浓度45%（重量百分比）。MVR板式蒸发装置蒸发温度为65℃， 采用单级两体MVR板式蒸发工艺。消耗：预热蒸汽耗量0.5t/h、冷却水消耗70t/h、压缩机功率为416kW （总装机功率426kW）。

    四效管式降膜蒸发器蒸发温度为一效95℃、二效85℃、三效74℃、四效50℃。消耗：蒸发器蒸汽耗量4.5t/h、预热器蒸汽耗量1.8t/h、冷却水消耗410t/h、动力消耗59kW。 按该地区平均物价，生蒸汽200元/吨， 电价0.6元/度， 循环水价格0.2元/吨计，年开工时间7920h。 计算可知，MVR板式蒸发装置每蒸发一吨水需要18.5元，四效管式降膜蒸发装置蒸发一吨水需要68.8元，每吨水节约50.3元，每年节约798.2万元。