MVR蒸發結晶系統設計方案設計單位：廣州市捷晶能源科技托付單位：浙江卓錦工程技術編號：CE2023-04250目錄一、公司簡介二、技術背景三、濃縮介質五、蒸發工藝比較與選擇六、工藝說明完善整理七、設備材質選擇八、整套系統流程方框圖九、設備設計主要工作技術參數十、配套設備主要技術特點十一、 安裝與調試十二、 主要設備設計參數十三、 設備制造周期十四、 隨機文件十五、 甲方供給必備的條件十六、 限十七、 設備總造價十八、 置十九、 制造商承諾二十、 設計分工及資料交付二十一、保密義務一、 公司簡介：廣州市捷晶能源科技〔以下簡稱廣州捷晶能源〕，是一家由留學生發起創立的專業系統節能以及供給全流程零排放的公司(以蒸發器為核心產品)，公司位于廣州創基地科學城創大廈。完善整理中試設備，為客戶供給切實可行的全程解決方案。公司以MVR/MVC蒸發器、離子交換、膜技術為公司實施工藝蒸發濃縮以及高濃度廢水零排放方案的支點，以切實可行的完整工藝解決方案為根底，為企業供給全方位的節能和廢水零排放效勞，公司其主要業務分為兩大類，其一是在工藝上需要使用MVR/MVC蒸發器：化工、中藥、味精、檸檬酸、淀粉糖、酵母、食品加工、果汁等需要使用蒸發器的企業，供給專業MVR/MVC蒸發器解決方案，為客戶提高產品品質和降低產品的能源本錢，提高企業的競爭力。其二是在工業廢水處理上需要使用MVR/MVC蒸發器：氨氮廢水、垃圾滲透液、乳化液廢水、電鍍廢水、以及相關高濃度有機、無機廢水，我公司供給全程零排放方案，通過合理應用MVR/MVC蒸發技術、離子交換以及膜技術各自的優勢，不但可大幅降低廢水處理本錢，回收廢水中有用物質，且能確保出水到達國家一級排放標準。念，以知必行，行必果為效勞理念，共同制造雙贏的合作模式。二、 技術背景：蒸發器是廣泛地被應用于食品加工、果汁濃縮、飲料生產、乳品生產、化工行業、制藥行業、廢水處理、環保工程等領域的一種蒸發濃縮設備。目前國內生產的蒸發設備主要為傳統蒸發器，該種蒸發器具有能耗高、占地面積大、自動化程度低、操作難度高等缺點。而由我公司研發的機械式蒸汽壓縮〔MVR〕蒸發器，其原理是利用高能效蒸汽壓縮機壓縮蒸發產生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的壓力和溫度，被提高熱能的二次蒸汽打入加熱器對原液再進展加熱，受熱的原液連續蒸發產生二次蒸汽，從而實現持續的蒸發狀態。由于本系統循環利用二次蒸汽已有的熱能，從而可以不需要PLC、工業計算機〔FA〕、組態等形完善整理式來把握系統溫度、壓力、馬達轉速，保持系統蒸發平衡。從理論上來看，使用MVR60%-80%95%50%以上的占地面積。設備原理意圖如下：紅色標示物料流向粉色表示蒸汽流向三、原液性質介紹〔由甲方介紹，驗收以甲方供給的物料成份作為驗收標準〕物料名稱：糖蜜發酵廢液母液；進料總量：8500kg/h；3.進料密度：1.02；出料含固量：微量進料溫度：20℃溶液沸點上升：按3℃計算四、 設計思想完善整理系統首要留意工藝與設備必需適應原液水量及負荷變化的沖擊。設備穩定性成熟、安全牢靠、故障率低 系統穩定性高檢測維護簡潔簡潔 檢測維護簡易運行治理便利,避開對運行治理人員素養要求過高 人員要求低熱能利用效率高 熱效率高耗能低,運行和維護本錢 能耗率低噪音到達環保標準 噪音低防止設備和系統管路結垢、需確保連續運轉 防垢/除垢簡潔運行應具有較大的靈敏性、自動性 靈敏性好排放蒸餾水質高,能回收作鍋爐補充用 排放水質達標布置緊湊占少地面積，節約土地資源 占地面積小充分利用工藝系統中的每一份能源 合理利用能源五、 蒸發工藝選擇我公司選用降膜蒸發工藝，通過這種蒸發工藝對糖蜜發酵廢液母液進展蒸發濃縮，及豐富的閱歷：MVRMVR列管升膜蒸發系統升膜蒸發器和降膜蒸發器比較：升膜蒸發器：是一種將加熱室與蒸發室〔分別室〕分別的蒸發器。加熱室實際上就是連續蒸發。汽液在頂局部別，二次蒸汽從頂部溢出，完成液則由底部排出。降膜蒸發器：與升膜蒸發器構造根本一樣，主要區分在于原料液是從加熱室的頂部加熱敏性和易產生泡沫的溶液，不適于粘度很大，簡潔結晶或結垢的物料。完善整理更易把握的降膜蒸發器。降膜蒸發器適于處理濃度低、量較大的熱敏性物料。在本方案中我們設計承受降膜MVR蒸發系統。1.MVR根本原理：MVR列管降膜蒸發工藝，需蒸發的糖蜜發酵廢液母液走蒸發管內〔管程〕。通過循環泵將糖蜜發酵廢液母液溶液送到降膜蒸發器主體頂部，糖蜜發酵廢液母液溶液通過布膜器以膜狀分布到換熱管內，糖蜜發酵廢液母液溶液在憑借引力流下管腔時被管外的蒸汽加熱，到達蒸發溫度后產生蒸發，糖蜜發酵廢液母液溶液連同二次蒸汽從管內流下以薄膜的形式蒸發。二次蒸汽被蒸汽壓縮機壓縮后，送入降膜加熱室殼程.降膜加熱室殼程有板塊，引導二次蒸汽，冷凝和排出不行以冷凝的氣體。而在過程中把本身熱能經過管壁從外傳到管內蒸發中的糖蜜發酵廢液母液溶液，通過換熱后二次蒸汽冷凝成水排出降膜蒸發器外。降膜加熱室承受一效三段式設計，降膜加熱室為一體，換熱管通過擋板分為三段流程，以來削減蒸發面積，降低設備本錢。〔2〕完善整理1MVR降膜蒸發器示意圖列管降膜蒸發系統的特點：短，易于處理熱敏性，不結晶物料。二次蒸汽走列管外，濃液走列管內，管高數米(m)有高達6到30米之間，管束經調教垂直，濃液很簡潔在管內分布均勻成下降薄膜。內壁都能為料液所潮濕，并不斷有液體緩慢流過。通過以上分析，雖然降膜蒸發器具有傳熱系數高，物料停留時間較短等優點，但MVR列管式降膜蒸發工藝。六、工藝說明：為響應蒸發系統工藝與設備必需適應糖蜜發酵廢液母液在滿足低能耗、易維護、長期穩定運行的根本要求原則上，我司有針對性的推舉MVR降膜蒸發系統作為糖蜜發3℃，蒸發量為8t/h，在本方案中我們選擇離心壓縮機，這種壓縮機能供給10℃以上的溫差，正常使10完善整理蒸發。在整個系統中能量的輸入只有壓縮機和泵所消耗的能耗。其工藝流程圖如下：紅色標示蒸汽流向藍色表示物料流向完善整理原液池1原液池1．原料液進料量8500kg/h，溫度20℃，2．利用工廠廢熱以及蒸發冷凝水熱量，將原液預熱到70℃多級預熱器8．冷凝水8000kg/h,87．冷凝水8000kg/h,80℃降膜加熱器5．通3．產生濃縮液為800Kg/h壓縮70℃分別器4．產生二次蒸汽為8000Kg/h蒸汽壓縮機6．800kg/h濃縮液罐工藝流程具體介紹：物料流程：8.8t/h、溫度為20℃的原液經進料泵送至預熱器預熱后，溫度上升70℃，再進入到循環泵，然后進入到加熱器，與蒸汽進展熱交換。70870℃，經過分別器分別除沫后進入壓縮8010℃，壓縮后的蒸汽即為加熱蒸汽。器進一步回收熱量，然后進入冷凝水罐。蒸發的冷凝水最終通過蒸餾水泵排出。此泵的開閉由把握系統來把握。到達預定濃度的濃縮液通過把握系統把握出料泵排料。整個系統從進料到出料、清洗全部由自控系統自動完成。MVR45態。產生蒸發。蒸發產生的二次蒸汽夾帶局部飛沫，進入分別器后在離心作用下使液體飛沫附著在器壁上，局部泡沫經過高效除沫器去除。干凈蒸汽從分別室出汽口進入到壓縮機入口。MVR蒸發器承受單臺離心壓縮機對二次蒸汽進展壓縮，使二次蒸汽溫度10℃，用作系統蒸發熱源。MVR使二次蒸汽熱源循環利用。蒸發能源只消耗供給蒸汽溫升所消耗的電能。與一般蒸汽熱源蒸發器比較能源消耗大幅度降低。統集中把握，通過人機界面和上位工控機的組態軟件進展監視、報警和自動把握。和對物料造成破壞。清洗流程：完善整理凈，整個清洗過程可以運用原液蒸發原理進展。定在結垢的初期前。形成清洗周期短于常規清洗周期的緣由有：a.操作壓力或蒸發室液面的急劇變化；b.循環速度過低；c.在清洗、沖洗或軸封水中引入了硬水或其它污染物；d.傳熱溫差過大；e.不正確的清洗程序。本方案工藝特點以及優勢:占地面積小，換熱效率高，維護便利：蒸發器系統設計為MVR降膜蒸發系統，占地面積小，換熱效率高，維護便利。對能耗和設備本錢做到較好平衡：為了到達設計的8000kg/h的蒸發量，糖蜜發酵廢液母液濃縮到結晶，我們承受了單級離心壓縮機供給10℃的溫差，在35kwh，極大的降低了處理每噸水的能耗。兩級除霧實施確保除霧效果：在本工程中，為了防止大液滴從二次蒸汽出口飛纖維浸蘸氟硅油燭式除霧器，除霧器能夠分別二次蒸汽中夾帶的微小液滴〔≤2um的液滴〕，二次蒸汽通過分別器里兩級除霧分別，蒸汽中的液滴夾帶可降低到0.1%，這將極大的提高蒸餾水的品質，延長了設備的使用壽命，確保壓縮機長期穩定運行。：核心零配件全部承受進口品牌〔包括壓縮機、電機、變頻器、傳感器、PLCCPU等〕，316L完善整理強；其把握柜零配件均承受一線品牌；和原液接觸局部使用316L10系統智能化程度高：系統具HABS(熱量自動平衡系統)；ADS(自動排料系統，不需要傳感器，通過數據庫分析自動出料)；AES(專家系統，通過對數據庫的分析，綜合得出系統的參數報表)；SPS(系統自保護功能，能夠依據系統傳感器信號，感知問題，提出解決問題方案)；FD(安全模式,當系統消滅較小問統解決問題后，系統即可進入征程蒸發狀態)。系統具有良好的穩定性：經過大量的MVR蒸發器運行得到的數據分析可知，導致系統不穩定的最大緣由就是系統熱量不平衡，即壓縮機供給的熱量缺乏以供給所蒸發水量的能耗，導致系統蒸發水量達不到設計蒸發量，蒸發每噸水能耗高于設計值，因此本方案中參與了HABS(熱量自動平衡系統)，通過溫度、流量、壓力、液位等傳感器回傳信號，PLC確保系統能夠連續穩定運行。自動清洗系統：在進入蒸發器前，由于本系統實行低溫、低溫差蒸發，降低了〔依據物料是否含有、或者含有結垢物質〕的運行，不行避開的會有結垢現象消滅，當消滅結垢現象而導致〔可依據實際要求，可為弱酸弱堿、或者直〕，其清洗過程同蒸發過程一樣，清洗后的清洗液泵入原液混合一起蒸發處理。行。完善整理控系統依據壓力來排出。原液衡算：8800kg/h8000kg/h800kg/h。原液流程：料液和返回的母液經進料泵送至預熱器預熱后再進入蒸發器，和加熱蒸汽進展換熱，到達蒸發溫度后，進入到分別器進展蒸發，其蒸發量為：8000kg/h，其蒸發溫度為：80七、 設備材質選擇：加熱室：高蒸發濃度，它還具有原液流速高、不易結垢、傳熱系數大的優點。316L分別室：一步優化了整個分別工藝技術。分別器外帶70mm保溫層及外包2mm鋼板，外表涂防銹漆。設有人孔、視316L循環泵：本泵密封良好，耐溫，保證在負壓狀態下，能使高濃度原液連續循環工作。材質為：316L負荷時，也能保持這些特性。依據介質腐蝕性，葉輪、泵體、泵蓋等過流部316L，耐腐蝕性好，延長了使用壽命。機械密封選用雙端面機械密封，介質不易泄漏，制造了良好的工作環境。進料泵：完善整理連續進料工作，材質為：316L出料泵本泵密封良好，耐溫，保證在負壓狀態下，能使高濃度原液連續出料工作。材質為：316L負荷時，也能保持這些特性。依據介質腐蝕性，葉輪、泵體、泵蓋等過流部316L，耐腐蝕性好，延長了使用壽命。機械密封選用雙端面機械密封，介質不易泄漏，制造了良好的工作環境。工藝配件：316L316L316L儀表儀器：〔本系統內裝置〕。自動把握系統：啟動。進料由液位自動把握，使液位穩定在確定范圍內，保證原液平衡，提高換熱效果和整個系統的穩定性。出料流量把握出料調整閥，保證出料量衡定。水流量引入計算機，便于監控和報警。每個泵的啟、停可完全自動把握，并有緊急停車把握。高效除沫裝置完善整理件下工作。為了防止大液滴從二次蒸汽出口飛濺出去。本裝置承受獨有的高效除沬裝置，在分別器內及二次蒸汽出口設置了折流式、旋流式并連的曲折通道除霧裝置。所產生的泡沫群隨分別器內氣速上升，上升的泡沫群與折流式除沫器多層三角型絲網產生外表撞擊，使較大的泡沫液滴在重力作用下返回液面，作初步分離。然后借用氣液傳質的塔設備的外向多葉片數旋流式并連的曲折通道板，使帶液汽流作螺旋上升運動，液滴被離心力甩到分別室的室壁產生碰撞，集積后在重力作用下下流，除沫效率高。本裝置保證有效的防止了泡沫夾帶料液的現象，同時也大大降低了蒸發出蒸餾水中含低沸點有機物(COD)的量，以延長了設備的使用壽命，確保設備正常運行。PLCCPUS7-20014輸入/10輸出共24I/O7168I/O35I/O16K630kHz速計數器，220kHzPID1RS485訊/PPIMPII/O排可很簡潔地整體拆卸。八、整套系統流程圖：見設備流程圖。九、設備設計主要工作技術參數：序號項目流量〔kg/h〕參數88001進料 溫度〔℃〕20質量分數%1.02流量〔kg/h〕80002蒸餾水溫度〔℃〕80流量〔kg/h〕8003出料溫度〔℃〕73質量分數%11.22完善整理4蒸發溫度(℃)705壓縮機進口/出口溫度(℃)70/806壓縮機供給壓差(mbar)1627壓縮機類型離心壓縮機8熱損失(%)3.0%9料液沸點溫升〔℃〕310總溫差損失〔℃〕111有效傳熱溫差〔℃〕612蒸發器類型列管式降膜蒸發器13蒸發器設計加熱面積〔m2〕75014預熱器加熱面積〔m2〕3017MVR泵：2030kwh/噸水18物料流淌方向19裝機總功率(kw)24020循環冷卻水量〔t/h〕1〔冷卻泵用〕21循環冷卻水溫度(℃)≤2622循環冷卻水壓力〔MPa〕≥0.3序號1設備大項序號1設備大項設備名稱分別器型號規格Φ3200*7000750品牌/產地/材質/厚度廣州捷晶/廣州/316L/6mm/國籍廣州捷晶數量12蒸發器加熱器廣州捷晶/廣州/316L廣州捷晶15設計分別器〔直徑*高度〕mm3200*700016kw壓縮機：220→列管式降膜蒸發器→分別器除特別說明外皆承受316L不銹鋼，外帶23設備主要材質50mm保溫層及外包鋁皮。依據不同功能區外表涂不同顏色油漆。壓縮機過流材質不銹鋼。3蒸發器預熱器30廣州捷晶/廣州/316L廣州捷晶14蒸汽管道廣州捷晶/廣州/316L/4mm廣州捷晶15操作平臺依據現場條件確定捷晶/廣州/Q235-B廣州捷晶16壓縮機8000kg/h離心式廣州捷晶17壓縮機監控系統廣州捷晶189壓縮機系統電機補償器220KWG500-N西門子廣州捷晶/廣州德國中國臺只10聯軸器梅花型廣州捷晶/廣州中國111變頻器280KW英威騰中國112連接收道、法蘭、連接收道、法蘭、快裝同工藝管道、配件捷晶/廣州/316L廣州捷晶1快裝接頭、螺栓等接頭、變徑完善整理耐震壓力表耐震壓力表ZYJTFN-100萬達萬達一批Pt100WZPK-231萬達萬達一批13循環泵400HW-12南方/安徽/混流泵南方泵業314進料泵IH80-65-125南方/安徽/化工離心泵南方泵業115 真空泵ZSK-3四方/無錫/水環真空泵無錫四方116泵組17冷凝水泵CHL-60南方/杭州/316L南方泵業118出料泵YBD65南方/安徽/鹽漿泵南方泵業119PLC廣州捷晶廣州捷晶/廣州廣州捷晶120PLCS-200西門子/德國西門子/德國121電纜以及電氣安裝輔料廣州捷晶廣州捷晶/廣州廣州捷晶122自控系統PLC廣州捷晶廣州捷晶/廣州廣州捷晶123電柜廣州捷晶廣州捷晶/廣州廣州捷晶124觸摸屏10威倫/臺灣威倫/臺灣125開關型氣動球閥D641F上海耐腐/上海/316L上海/中國一批26開關型氣動蝶閥D641F上海耐腐/上海/316L上海/中國一批27調整型氣動蝶閥D941F上海耐腐/上海/316L上海/中國一批28調整氣動蝶閥D941F上海耐腐/上海/316L上海/中國一批29安全閥A21H上海耐腐/上海/316L上海/中國一批30手動球閥Q41F上海耐腐/上海/316L上海/中國一批31手動蝶閥、閘閥D371F上海耐腐/上海/316L上海/中國一批32止逆閥D371F上海耐腐/上海/316L上海/中國一批33針閥上海耐腐/上海/316L上海/中國一批34壓力傳感器WD-PBG4C2H萬達萬達一批3637傳感器溫度表WSS-401萬達萬達一批38玻璃轉子流量計LZB-25F萬達萬達一批39面板流量計LZM-15ZT萬達萬達一批40電磁流量計(進料)MFE-S天津儀表天津儀表一臺41電磁流量計(進料)MFE-S天津儀表天津儀表一臺42渦街流量計天津儀表天津儀表一臺43雙法蘭差壓液位計FQ/40天津儀表天津儀表一批44磁翻板液位計UHZ-99A23L1AOR100AB萬達萬達一批45液位開關NBP天津儀表天津儀表一批46保溫保溫廣州捷晶廣州捷晶/廣州廣州捷晶135閥門、35閥門、設備出廠為分裝，乙方負責安裝調試，負責培訓甲方操作人員十二、 設備主要設計參數：蒸發器蒸發出水量：≥8T/h、蒸發溫度：70℃及雙方商定的材質為甲方指定材質。十三、 設備制造周期善整理十四、 隨機文件：檢測報告單、材質保證書、電器原理圖和相關資料等。十五、 甲方供給必備的條件：甲方供給裝機總功率為：240Kw/h，380V，50Hz的三相四線制動力配電電纜線到設備現場，接入乙方總把握柜及各動力設備分線電纜。0.2t/h，水溫：≤250.20MPag到設備現場，接入乙方泵冷卻水進口管。供給設備占用場地：9000*8000*12023mm，要求水平光滑。設備安裝：甲方供給起重設備和相應的幫助工作。：乙方供給設