MVR 蒸发器工艺操作规程 第一部分原理 MVR 蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，MVR 为单体蒸发器，集 多效降膜蒸发器于一身， 根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发，即产品在第一 次经过效体后不能达到所需浓度时， 产品在离开效体后通过效体下部的真空泵将 产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体 以达到所需浓度。 效体部为排列的细管， 管部为产品， 外部为蒸汽， 在产品由上而下的流动过 程中由于管面积增大而是产品呈膜状流动，以增加受热面积， 通过真空泵在效体 形成负压，降低产品中水的沸点，从而达到浓缩，产品蒸发温度为60左右。 产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽 一起通过分离器进行分离，冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品， 蒸汽通过风扇增压器进行增压 （蒸汽压力越大温度越高） ，而后经增压的蒸汽通 过管路汇合一次蒸汽再次通过效体。 设备启动时需一部分蒸汽进行预热，正常运转后所需蒸汽会大幅度减少，在 风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能，所以设备运转过 程中所需蒸汽减少，而所需电量大幅增加。 产品在效体流动的整个过程中温度始终在60左右，加热蒸汽与产品之间 的温度差也保持在58左右，产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保 护产品质量、有效防止糊管。 产品的浓缩度在 50% 左右时仅 MVR 蒸发器就能完成 第二部分工艺流程说明 1、 物料走向 进料：上游工艺产生的硫酸钠原液送至本系统原料缓冲罐T01中， 由进料泵 P01打入蒸发系统。5t/h 25 5%的硫酸钠溶液从原料缓 冲罐 T01出来，由进料泵 P01打入板式换热器，硫酸钠溶液在蒸 馏水板换 HE01和鲜蒸汽板换 HE02分别与系统产生的 3.5t/h 102 的蒸馏水和 200kg/h 120的鲜蒸汽进行换热，温度达到92后， 进入降膜换热器 HE03进行蒸发浓缩。 蒸发时，5t/h 的进料液在一体式二效降膜蒸发器HE03与经压缩机 升温升压后的二次蒸汽换热，进行蒸发浓缩，物料通过降膜循环 泵 P03、P04打循环，蒸发的蒸汽在分离器SE01气液分离后进入 压缩机 C01升温升压；分离后的浓缩液进入分离器底部，一部分 进入降膜蒸发器底部储液段打循环，一部分通过二效转料阀转去 强制循环蒸发器继续蒸发浓缩。经过降膜蒸发器的蒸发浓缩，溶 液中硫酸钠浓度由5%浓缩到 25.8%。 含硫酸钠 25.8%物料在强制循环蒸发器HE04与经压缩机升温升压 后的二次蒸汽换热，继续蒸发浓缩，然后进入结晶分离器SE02气 液分离，浓缩液进入分离器底部经强制循环泵P05打循环，二次 蒸汽往上，汽液分离后与降膜分离器产生的二次蒸汽汇合进入压 缩机 C01入口。达到设计浓缩比后，经出料泵P06将含结晶浓缩 液打出系统外。浓缩液1500kg/h 中含有 167kg的硫酸钠盐，和 1333kg的饱和液体。 2、 水汽走向 降膜分离器 SE01和结晶分离器 SE02 在蒸发的过程中产生的3.5t/h 90二次蒸汽经过压缩机C01升温升压后达到 102， 去强制循环 蒸发器 HE04的壳程，然后进入降膜蒸发器HE03壳程，二次蒸汽 与管程的物料换热后冷凝成水排出系统，管程的物料蒸发或者升 温。冷凝水量为 3.5t/h ，温度约为 102。 200kg/h 120鲜蒸汽在鲜蒸汽板换HE02与进入原料进行换热， 冷凝水量 0.2t/h 。 强制循环蒸发器 HE04 、降膜蒸发器 HE03 、鲜蒸汽板换 HE02 冷凝 下来的 3.7t/h 102的蒸馏水自流到蒸馏水罐T02，经蒸馏水泵 P02 打到蒸馏水板换 HE01 与进入系统的原料换热，温度降低到35后 排出系统。 3、 设计参数 正常蒸发时降膜蒸发器和强制循环蒸发器效壳程加热蒸汽温度为102（约 1088mbar），蒸发温度 90r（约 701mbar），温差为 12，浓缩液沸点升高取 6，从而确保系统蒸发稳定。系统设计进料量5t/h ，蒸发水量 3.5t/h ，出料量 为 1.5t/h。蒸发参数如下表： 第三部分岗位操作:进料预热 .稳定蒸发 .停车卸料 主要设备性能 1 预热器 多数情况下待蒸发的溶液在进入蒸发器前都必须预热。本系统中， 采用两个板式换热器 对待处理原料液进行预热。蒸汽冷凝水和鲜蒸汽为热介质，进料液为冷介质，在板式预热器 中，冷热介质进行热交换，将原料液预热到蒸发温度。 2 蒸发器 需要蒸发的溶液在蒸发器里和热源蒸汽进行换热，产生蒸发。 根据不同溶液的性质来选 择不同类型的蒸发器。根据用户需要处理硫酸钠、三单体、甲醇、 其他有机物组成的混合溶 名称降膜蒸发器强制循环蒸发器 加热器压力1088mbar 1088mbar 加热器温度102102 分离器压力701mbar 701mbar 蒸发温度9090 液（硫酸钠5% 左右，甲醇含量0.5-1% ，有机物含量为15% ）的性质， 本系统选择材质为316L 的降膜加强制循环蒸发器。降膜蒸发器通过降膜循环泵来建立循环，管液体通过重力和真空 的诱导作用， 成均匀膜状自上而下流动，流动过程中被壳程蒸汽加热汽化，产生的蒸汽和液 体进入分离器进行分离。在强制循环蒸发器，物料有一个高流速，不容易产生堵管的情况。 （1）蒸汽采用多通道进入加热室，并设置了公司自行设计的特殊装置，有效避免了高 速蒸汽流对加热管的冲击。 （2）对加热管束在管板上的排列方式作了充分的考虑，能使加热蒸汽迅速到达管束的 深处，并在加热室均匀分布，提高蒸汽的加热效率。 （3）管板上管孔的特殊设计以及独特的液压胀管技术，保证了胀管的紧密性，同时不 增加应力。 （ 4）特殊的构造能自动消除液面上厚厚的泡沫层，使二次蒸汽从液面上逸出时，夹带 量最小。 3 分离器 用于蒸汽和液体的分离，根据不同溶液的性质可以选择不同的分离器，一般有离心分离 器，重力分离器或者有特殊结构的分离器。本系统蒸发硫酸钠溶液，有少量结晶出现，因此 在高浓度蒸发时采用结晶分离器，在分离器的底部采用锥形封头，析出的结晶不会在分离器 沉积。 分离器顶部安装的挡板可以实现更好的气液分离作用。 4 MVR 压缩机系统 由原装进口的蒸汽压缩机、以及带动蒸汽压缩机的原装进口的马达以及变频器组成。这 部分MVR系统是本套设备的核心部分，从分离器出来的二次蒸汽通过蒸汽压缩机的压缩升 温，再打入蒸发室加热物料，达到循环利用二次蒸汽的目的，从而也节省了能源。优点如下： （1）热效率高，节省能源，比能耗低，蒸发一顿水的能耗大约是传统蒸发器的1/6 到 1/5. 运行成本大大降低。 （2）低运行成本：由于能耗低，相应整个蒸发器运行成本也大大降低，只有传统蒸发 器的三分之一到二分之一。 （3）温差小，不容易腐蚀换热管，也不容易结垢，对热敏性的物料具有很好的蒸发效 果。延长设备使用寿命。 （4）智能化，本压缩机可以通过软件很容易的监控压缩机的各个运行参数，而且可以 得出分析报告。 （5）整个压缩机接触物料的部分不含油，不会污染物料和冷凝水。 5 自动化控制系统 MVR 蒸发系统控制中心，通过对马达转速的调节，阀门、流量计、温度、压力的控制， 以达到自动蒸发、清洗、停机等操作。自动报警保护系统不受损坏，保持系统动态平衡。 本套设备拥有触摸屏和上位机两套操作系统，操作更方便， 观察更直接， 容错性能更强。 触摸屏采用功能强大的MCGS 软件。 MCGS 嵌入版组态软件专门应用于嵌入式操作系统， 它适应于应用系统对功能、可靠性、成本、 体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机 系统。 MCGSE (Monitor and Control Generated System for Embeded，嵌入式通用监控系统) 是一种用于快速构造和生成嵌入式计算机监控系统的组态软件，它的组态环境能够在基于 Microsoft的各种32 位 Windows 平台上运行，运行环境则是在实时多任务嵌入式操作系统 WindowsCE中运行。通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表 输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。 上位机操作系统采用的是性能优良的组态王组态软件。具有强大组态功能，能够最合理 的完成整个项目总系统图，工艺流程画面， 控制流程总图等多窗口显示；动态的工艺流程画 面；设备运行状态和过程参数；各个独立控制站的状态显示，报警及事件的自动记录；在线 打印，趋势图，生产报表生成及自动保存，数据处理，上位控制命令发送，自动手动切换等 技术功能。并且汉化的编辑对话框更使的用户在后期的维护简易可行。 现场控制系统采用施耐德Modicon M340 PLC ， M340 系列 PLC是法国施耐德电气公司推 出的具有异常出色的储存和运算能力的中型PLC 。 M340 PLC拥有卓越的运算能力，高性能，每毫秒处理7K条指令， 4MB的超大程序存， 总共可处理70K 条指令。 全新的存管理，即插即载型的储存卡，使系统的升级、维护更加便 捷。拥有强大的开发功能，包含 6 种环境语言。 处理器上的USB接口可以方便高效的与编程 PC进行连接，还可以通过点对点模式或者局域网连接到以太网。 上位机操作系统与现场控制系统是通过工业以太网TCP/IP 协议，它是基于10/100Mbps 以太网的开放网络技术，拥有广泛的厂商支持。能够简单方便的到第三方，具有更好的开放 性、可靠性、经济性、先进性。 主要操作步骤如下： 一. 进料预热 1.检查设备 (1)检查水 .电 .汽是否正常 ,系统各仪表是否准确灵敏,保证系统正常蒸发所需原料量 (2)检查系统所有手动阀门的启闭状态,检查压缩机 .泵的油位是否正常,压缩机油箱油位标尺 正常液位 ,各泵油位标尺视镜1/2 处，油位不易太高 2.系统进料 首先打开系统各泵的轴封水进出阀门,打开原料罐至强制循环蒸发器进料管上所有阀门,然后 打开电脑 ,进入运行系统操作界面,用户登陆 ,点击蒸发开始 ,进料泵自动启动开始进料,进料达 到结晶分离器液位设定值标准液位时,强制循环泵和出料泵自动启动,待分离器液位到设定值 高液位时 ,进料泵自动停止,进料完成。 3.系统预热 进料完成后 ,蒸汽预热阀自动启动给系统物料预热,待分离器液相温度升到95时 ,蒸汽调节 阀自动关闭 ,系统预热完成。压缩机启动前， 手动开启蒸汽密封，平衡阀设为 50% 。当系统达到蒸发温度时，压缩机辅助油泵.散热风扇 自动启， 待油压 0.11Mpa,5分钟后压缩机自动启动，达到一定转速， 辅助油泵自动停止工 作。打开喷淋水阀，控制压缩机出口温度105 110 左右，蒸发一段时间后，平衡阀会 自动慢慢关闭，系统进入正常稳定蒸发状态。 二. 稳定蒸发 系统正常蒸发时，压缩机工作频率控制44 47HZ ，工作电流540 570A, 平衡阀开度根据 压缩机电流设为自动，正常蒸发时处于关闭状态，进料温度90 ，分离器液位1400mm, 强制循环蒸发器压力1250 bar左右。蒸发一段时间后，通过肉眼观察分离器盐腿视镜处结 晶颗粒或通过取样口取样观察，有盐结晶颗粒时及时出料。 三停车卸料 本系统的停机分两种情况，正常停机与紧急停机，其操作步骤可参考下面两部分。 由于本设备所处理的物料随温度的下降会产生结晶，为了防止浓缩液结晶堵塞管路，蒸发停 止后需及时进行排空清洗操作。 1. 正常停机： 正常停机是指设备在正常运行的过程中，由于生产等的需要，设备需要停止使用，其停机过 程较慢，可参考以下步骤： a. 调节系统进料量至最大，即4.5m3/h ； b. 调节出料阀门，增大出料量； c. 待分离器温度下降至60左右时，点击控制画面上的蒸发结束，系统停止运行； d. 打开降膜、 强制循环换热器的排空阀，打开出料泵， 将分离器及换热器的物料排空至反应 釜或母液池，出料泵出口压力表为0 时即排空； e. 打开清洗阀，进清水； f. 待分离器液位上升