Principio básico del evaporador MVR

Evaporador MVR es una abreviatura de compresión mecánica de vapor en inglés. MVR es una tecnología que reutiliza la energía generada por su propio vapor secundario para reducir la demanda de energía externa.
El vapor secundario, después de ser comprimido por el compresor, aumenta en presión y temperatura, y la entalpía aumenta en consecuencia. Se envía a la cámara de calentamiento del evaporador como vapor de calentamiento, que se utiliza para generar vapor para mantener el estado de evaporación del material líquido. El propio vapor de calentamiento transfiere calor al propio material y lo condensa en agua. De esta manera, el vapor que originalmente se iba a desechar se aprovecha al máximo, se recupera el calor latente y se mejora la eficiencia térmica.
Ya en la década de 1960, Alemania y Francia habían aplicado con éxito esta tecnología a industrias como la química, farmacéutica, de fabricación de papel, de tratamiento de aguas residuales y de desalinización de agua de mar.
El proceso de trabajo implica comprimir el vapor de baja temperatura a través de un compresor, aumentar la temperatura y la presión, aumentar la entalpía y luego ingresar al intercambiador de calor para la condensación para utilizar completamente el calor latente del vapor. Salvo la puesta en marcha, no es necesario generar vapor durante todo el proceso de evaporación.
En el proceso de evaporación de efecto múltiple, el vapor secundario de un determinado efecto en el evaporador no se puede utilizar directamente como fuente de calor primaria, sino que solo se puede utilizar como fuente de calor secundaria o secundaria. Como fuente de calor primaria, se debe proporcionar energía adicional para aumentar su temperatura (presión). La bomba de chorro de vapor solo puede comprimir una parte del vapor secundario, mientras que el evaporador MVR puede comprimir todo el vapor secundario en el evaporador.
La solución se hace circular en un evaporador de película descendente a través de una bomba de circulación de material dentro del tubo de calentamiento. El vapor inicial se calienta con vapor fresco fuera de la tubería, que calienta y hierve la solución para producir vapor secundario. El vapor secundario resultante es aspirado por un ventilador turboalimentado y, tras la presurización, la temperatura del vapor secundario aumenta. Sirve como fuente de calor y entra a la cámara de calentamiento para una evaporación cíclica. Después del arranque normal, el turbocompresor aspira el vapor secundario, que se presuriza y se convierte en vapor de calentamiento, que circula y se evapora continuamente. El agua evaporada eventualmente se convierte en condensación y se descarga.
Por razones de costo, los compresores centrífugos de una sola etapa y los ventiladores de alta presión se usan comúnmente en los sistemas mecánicos de recompresión de vapor. Por lo tanto, la siguiente explicación es para este tipo de diseño. Un compresor centrífugo es una máquina de control de volumen que mantiene un caudal volumétrico casi constante independientemente de la presión de succión. El cambio en el caudal másico es proporcional a la presión de succión absoluta.
El ciclo de compresión de un compresor centrífugo de una sola etapa se representa en un diagrama de entalpía-entropía. Potencia requerida para un compresor centrífugo de una etapa:
Por ejemplo, comprimir vapor de agua saturado del evaporador desde el estado de succión p1=1.9 bar, t1=119 grados a p2=2.7 bar, t2=161 grados ( relación de compresión Π= 1.4). El ciclo de compresión sigue una curva politrópica 1-2, aumentando la entalpía específica del vapor Δ HP. Para la entalpía específica h2 del vapor, este ingresa al calentador del evaporador a esta temperatura a través de la ecuación de eficiencia interna (eficiencia isentrópica) del compresor. Basado en la cantidad de vapor inhalado, kg/h. Trabajo de compresión (efectivo) variable unitario HP, kJ/kg. Trabajo de compresión isentrópica unitaria de Hs, kJ/kg.
La eficiencia isentrópica (eficiencia interna) de un compresor depende, entre otros factores, del índice politrópico del trabajo de compresión variable unitario hp κ y de la masa molar M del gas inhalado, así como de la temperatura de inhalación y el aumento de presión requerido. Para la potencia de acoplamiento real del motor primario (motor eléctrico, motor de gas, turbina, etc.), se considera un margen de pérdida mecánica mayor. Un compresor centrífugo de una etapa con un impulsor fabricado con materiales estándar puede lograr un aumento de presión de vapor de agua con un factor de compresión de 1,8. Si se utilizan materiales de mayor calidad como el titanio, el factor de compresión puede llegar hasta 2,5. De esta forma, la presión final p2 es 1,8 veces la presión de aspiración p1, o como máximo 2,5 veces, lo que corresponde a un aumento de la temperatura del vapor saturado de aproximadamente 12-18K, con un aumento máximo de temperatura de hasta 30K. , dependiendo de la presión de succión. En cuanto a la tecnología de evaporación, la práctica habitual es representar su presión en función de la correspondiente temperatura del punto de ebullición del agua. De esta manera se representa directamente la diferencia de temperatura efectiva.
El principio de la recompresión mecánica del vapor.
El equipo de evaporación es compacto, ocupa un área pequeña y requiere poco espacio. También puede eliminar el sistema de refrigeración. Para las fábricas existentes que requieren expansión del equipo de evaporación para el suministro de vapor, capacidad de suministro de agua insuficiente y espacio insuficiente, especialmente en situaciones donde la evaporación a baja temperatura requiere condensación de agua enfriada, se pueden lograr tanto ahorros de inversión como buenos efectos de ahorro de energía.