Princípio Básico do Evaporador MVR

Evaporador MVR é uma abreviatura de compressão mecânica de vapor em inglês. MVR é uma tecnologia que reaproveita a energia gerada pelo próprio vapor secundário para reduzir a demanda por energia externa.
O vapor secundário, após ser comprimido pelo compressor, aumenta de pressão e temperatura, e a entalpia aumenta proporcionalmente. É enviado para a câmara de aquecimento do evaporador como vapor de aquecimento, que é utilizado como geração de vapor para manter o estado de evaporação do material líquido. O próprio vapor de aquecimento transfere calor para o próprio material e o condensa em água. Desta forma, o vapor que originalmente deveria ser descartado é totalmente aproveitado, o calor latente é recuperado e a eficiência térmica é melhorada.
Já na década de 1960, a Alemanha e a França aplicaram com sucesso esta tecnologia em indústrias como a química, farmacêutica, fabricação de papel, tratamento de águas residuais e dessalinização de água do mar.
O processo de trabalho envolve comprimir o vapor de baixa temperatura através de um compressor, aumentar a temperatura e a pressão, aumentar a entalpia e depois entrar no trocador de calor para condensação para utilizar totalmente o calor latente do vapor. Exceto na partida, não há necessidade de geração de vapor durante todo o processo de evaporação.
No processo de evaporação de múltiplos efeitos, o vapor secundário de um determinado efeito no evaporador não pode ser usado diretamente como fonte de calor primária, mas só pode ser usado como fonte de calor secundária ou secundária. Como fonte primária de calor, deve ser fornecida energia adicional para aumentar sua temperatura (pressão). A bomba de jato de vapor pode comprimir apenas uma parte do vapor secundário, enquanto o evaporador MVR pode comprimir todo o vapor secundário no evaporador.
A solução circula em um evaporador de filme descendente através de uma bomba de circulação de material dentro do tubo de aquecimento. O vapor inicial é aquecido por vapor fresco fora do tubo, que aquece e ferve a solução para produzir vapor secundário. O vapor secundário resultante é sugado por um ventilador turboalimentado e, após a pressurização, a temperatura do vapor secundário aumenta. Serve como fonte de aquecimento e entra na câmara de aquecimento para evaporação cíclica. Após a partida normal, o turbocompressor aspira o vapor secundário, que é pressurizado e convertido em vapor de aquecimento, circulando e evaporando continuamente. A água evaporada eventualmente se transforma em condensado e é descarregada.
Devido a razões de custo, compressores centrífugos de estágio único e ventiladores de alta pressão são comumente usados ​​em sistemas mecânicos de recompressão de vapor. Portanto, a explicação a seguir é para este tipo de design. Um compressor centrífugo é uma máquina de controle de volume, que mantém uma vazão volumétrica quase constante, independentemente da pressão de sucção. A mudança na vazão mássica é proporcional à pressão absoluta de sucção.
O ciclo de compressão de um compressor centrífugo de estágio único é representado em um diagrama de entalpia e entropia. Potência necessária para um compressor centrífugo de estágio único:
Por exemplo, comprimir vapor de água saturado do evaporador do estado de sucção p1=1,9 bar, t1=119 grau para p2=2,7 bar, t2=161 grau ( taxa de compressão Π= 1.4). O ciclo de compressão segue uma curva politrópica 1-2, aumentando a entalpia específica do vapor Δ HP. Para a entalpia específica h2 do vapor, ele entra no aquecedor do evaporador nesta temperatura através da equação da eficiência interna (eficiência isentrópica) do compressor. Com base na quantidade de vapor inalado, kg/hora. Trabalho de compressão variável (efetivo) da unidade HP, kJ/kg. Trabalho de compressão isentrópica unitário Hs, kJ/kg.
A eficiência isentrópica (eficiência interna) de um compressor depende, entre outros fatores, do índice politrópico do trabalho de compressão variável unitário hp κ e da massa molar M do gás inalado, bem como da temperatura de inalação e do aumento de pressão necessário. Para a potência real de acoplamento do motor principal (motor elétrico, motor a gás, turbina, etc.), considera-se uma margem de perda mecânica maior. Um compressor centrífugo de estágio único com um impulsor feito de materiais padrão pode atingir um aumento na pressão do vapor de água com um fator de compressão de 1,8. Se forem utilizados materiais de maior qualidade, como o titânio, o fator de compressão pode chegar a 2,5. Desta forma, a pressão final p2 é 1,8 vezes a pressão de sucção p1, ou no máximo 2,5 vezes, o que corresponde a um aumento na temperatura do vapor saturado de cerca de 12-18K, com aumento máximo de temperatura de até 30K , dependendo da pressão de sucção. Quanto à tecnologia de evaporação, a prática usual é representar a sua pressão com base na temperatura correspondente do ponto de ebulição da água. Desta forma, a diferença efetiva de temperatura é representada diretamente.
O princípio da recompressão mecânica do vapor
O equipamento de evaporação é compacto, ocupa uma área pequena e requer pouco espaço. Também pode eliminar o sistema de refrigeração. Para as fábricas existentes que necessitam de expansão do equipamento de evaporação para fornecimento de vapor, capacidade insuficiente de abastecimento de água e espaço insuficiente, especialmente em situações onde a evaporação a baixa temperatura requer condensação de água refrigerada, pode alcançar poupanças de investimento e bons efeitos de poupança de energia.