MVR Evaporatörün Temel Prensibi

MVR evaporatör, İngilizce'de mekanik buhar sıkıştırmanın kısaltmasıdır. MVR, harici enerji talebini azaltmak için kendi ikincil buharının ürettiği enerjiyi yeniden kullanan bir teknolojidir.
İkincil buhar, kompresör tarafından sıkıştırıldıktan sonra basınç ve sıcaklıkta artar ve buna bağlı olarak entalpi de artar. Malzeme sıvısının buharlaşma durumunu korumak için buhar üreten buhar olarak kullanılan buharlaştırıcının ısıtma odasına ısıtma buharı olarak gönderilir. Isıtma buharının kendisi ısıyı malzemenin kendisine aktarır ve onu suya yoğunlaştırır. Bu şekilde, başlangıçta atılması gereken buhar tamamen kullanılır, gizli ısı geri kazanılır ve termal verim artırılır.
1960'lı yılların başlarında Almanya ve Fransa bu teknolojiyi kimya, ilaç, kağıt yapımı, atık su arıtma ve deniz suyunun tuzdan arındırılması gibi endüstrilere başarıyla uygulamıştı.
Çalışma süreci, düşük sıcaklıktaki buharın bir kompresör yoluyla sıkıştırılmasını, sıcaklığın ve basıncın arttırılmasını, entalpinin arttırılmasını ve ardından buharın gizli ısısından tam olarak yararlanmak üzere yoğunlaşma için ısı eşanjörüne girmeyi içerir. Başlatma haricinde tüm buharlaştırma işlemi boyunca buhar üretmeye gerek yoktur.
Çok etkili buharlaşma sürecinde, evaporatördeki belirli bir etkiye sahip ikincil buhar, birincil ısı kaynağı olarak doğrudan kullanılamaz, ancak yalnızca ikincil veya ikincil ısı kaynağı olarak kullanılabilir. Birincil ısı kaynağı olarak sıcaklığını (basıncını) artırmak için ek enerji sağlanması gerekir. Buhar jeti pompası ikincil buharın yalnızca bir kısmını sıkıştırabilirken, MVR evaporatörü evaporatördeki ikincil buharın tamamını sıkıştırabilir.
Çözelti, ısıtma borusu içindeki bir malzeme sirkülasyon pompası aracılığıyla düşen film buharlaştırıcısında dolaştırılır. İlk buhar, borunun dışındaki taze buharla ısıtılır; bu, ikincil buhar üretmek için çözeltiyi ısıtır ve kaynatır. Ortaya çıkan ikincil buhar, turboşarjlı bir fan tarafından emilir ve basınçlandırmanın ardından ikincil buharın sıcaklığı artar. Bir ısıtma kaynağı olarak hizmet eder ve döngüsel buharlaşma için ısıtma odasına girer. Normal çalıştırmanın ardından turbo kompresör, basınçlı olan ve sürekli dolaşan ve buharlaşan ısıtma buharına dönüştürülen ikincil buharı emer. Buharlaşan su sonunda yoğuşma suyuna dönüşür ve tahliye edilir.
Maliyet nedenlerinden dolayı, mekanik buhar yeniden sıkıştırma sistemlerinde tek kademeli santrifüj kompresörler ve yüksek basınçlı fanlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle aşağıdaki açıklama bu tip tasarım içindir. Santrifüj kompresör, emme basıncından bağımsız olarak hava debisini neredeyse sabit tutan bir hacim kontrol makinesidir. Kütle akış hızındaki değişiklik mutlak emme basıncıyla orantılıdır.
Tek kademeli bir santrifüj kompresörün sıkıştırma çevrimi entalpi entropi diyagramında gösterilmektedir. Tek kademeli santrifüj kompresör için gereken güç:
Örneğin, buharlaştırıcıdan gelen doymuş su buharının p1=1.9 bar, t1=119 derece emme durumundan p2=2.7 bar, t2=161 derece ('ye) kadar sıkıştırılması sıkıştırma oranı Π= 1.4). Sıkıştırma çevrimi, buharın spesifik entalpisini Δ HP artıran bir politropik eğriyi 1-2 takip eder. Buharın spesifik entalpisi h2 için, kompresörün iç verimi (izantropik verim) denklemi aracılığıyla bu sıcaklıkta evaporatörün ısıtıcısına girer. Teneffüs edilen buhar miktarına bağlı olarak kg/saat. HP birimi değişken (etkili) sıkıştırma işi, kJ/kg. Hs birimi izentropik sıkıştırma işi, kJ/kg.
Bir kompresörün izantropik verimliliği (iç verimliliği), diğer faktörlerin yanı sıra, birim değişken sıkıştırma işi hp κ'nin politropik indeksine ve solunan gazın molar kütlesine (M), ayrıca soluma sıcaklığına ve gerekli basınç artışına bağlıdır. Ana taşıyıcının (elektrik motoru, gaz motoru, türbin vb.) gerçek bağlantı gücü için daha büyük bir mekanik kayıp marjı dikkate alınır. Standart malzemelerden yapılmış pervaneli tek kademeli bir santrifüj kompresör, 1,8 sıkıştırma faktörüyle su buharı basıncı artışı sağlayabilir. Titanyum gibi daha kaliteli malzemeler kullanılırsa sıkıştırma faktörü 2,5'a kadar çıkabilmektedir. Bu şekilde, nihai basınç p2, emme basıncı p1'in 1,8 katı veya maksimum 2,5 katıdır; bu, doymuş buhar sıcaklığında yaklaşık 12-18K'lik bir artışa ve maksimum 30K'ya kadar bir sıcaklık artışına karşılık gelir. emme basıncına bağlı olarak. Buharlaştırma teknolojisine gelince, genel uygulama, suyun karşılık gelen kaynama noktası sıcaklığına dayalı olarak basıncını temsil etmektir. Bu şekilde etkin sıcaklık farkı doğrudan temsil edilir.
Mekanik buhar yeniden sıkıştırma prensibi
Buharlaştırma ekipmanı kompakttır, küçük bir alan kaplar ve az yer gerektirir. Ayrıca soğutma sistemini de ortadan kaldırabilir. Buhar temini için buharlaştırma ekipmanının genişletilmesine, yetersiz su besleme kapasitesine ve yetersiz alana ihtiyaç duyan mevcut fabrikalar için, özellikle düşük sıcaklıkta buharlaşmanın soğutulmuş suyun yoğunlaşmasını gerektirdiği durumlarda, hem yatırım tasarrufu hem de iyi enerji tasarrufu etkileri elde edilebilir.