اليوم ، مع استمرار الإنتاج الصناعي في متابعة الكفاءة العالية ، وتوفير الطاقة وحماية البيئة ، فإن مبخر MVR ، كمعدات تبخر متقدمة ، يظهر تدريجياً ويستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات. MVR هو اختصار إعادة الضغط على البخار الميكانيكي. تقلل هذه التكنولوجيا بشكل كبير من الاعتماد على الطاقة الخارجية من خلال إعادة تدوير طاقة البخار الثانوية التي تولدها بنفسها ، مما يجلب فوائد اقتصادية وبيئية كبيرة للمؤسسات. بعد ذلك ، دعونا نلقي نظرة أعمق على مبدأ العمل ، والمزايا الفريدة وسيناريوهات التطبيق الغنية مبخر MVR . ​

1. مبدأ العمل لمبخر MVR

(ط) المبدأ الأساسي

المبدأ الأساسي لمبخر MVR هو استخدام الضاغط لضغط البخار الثانوي المتولد أثناء التبخر. عندما يتم تسخين المادة وتبخرها في المبخر ، سيتم إنشاء كمية كبيرة من درجة الحرارة المنخفضة والبخار الثانوي منخفض الضغط. تحتوي هذه البخارات على كمية معينة من الطاقة ، ولكن لا يمكن استخدامها مباشرة لتسخين المادة مرة أخرى. في هذا الوقت ، يلعب الضاغط دورًا رئيسيًا. إنه يمتص في البخار الثانوي منخفضة الحرارة وذات الضغط المنخفض ويضغطه من خلال العمل الميكانيكي ، مما يزيد بشكل كبير من درجة حرارة وضغط البخار ، كما يزداد قيمة المحتوى الحراري وفقًا لذلك ، مما يحوله إلى درجة حرارة عالية وبطخ عالي الضغط. يتم إرسال هذا الجزء من البخار المضغوط إلى غرفة التدفئة في المبخر ويستخدم كمصدر للحرارة لتسخين المادة. في عملية إطلاق الحرارة الكامنة ، يتكثف البخار في الماء السائل ويتم تفريغه ، ويكمل إعادة استخدام الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام الحرارة المعقولة للمياه المكثفة لتسخين المواد المراد تبخيرها ، مع إدراك الاستخدام متعدد المستويات للطاقة وتحسين الكفاءة الحرارية بشكل كبير. ​

(2) شرح مفصل لعملية العمل

تبخر المواد: تدخل المادة المراد معالجتها أولاً غرفة التبخر للمبخر ، حيث يتم تسخين المادة (يمكن عادةً ما يتم التدفئة الأولي بكمية صغيرة من البخار الطازج ، وما إلى ذلك) ، ويبدأ المذيب (مثل الماء) في التبخر ، وتوليد بخار ثانوي. مع استمرار عملية التبخر ، تركز المذاب في المادة تدريجياً. ​

ضغط البخار: يدخل البخار الثانوي المتولد من غرفة التبخر إلى الضاغط. تشمل الضواغط عمومًا أنواع الطرد المركزي والجذور. أخذ ضاغط الطرد المركزي على سبيل المثال ، فإنه يستخدم المكره الدوار عالي السرعة للقيام بالعمل على البخار ، مما يزيد من سرعة وضغط البخار ، وبالتالي تحقيق زيادة في درجة الحرارة. على سبيل المثال ، يتم ضغط بخار الماء المشبع من المبخر من حالة الشفط P1 = 1.9bar ، T1 = 119 ℃ إلى P2 = 2.7bar ، T2 = 161 ℃ (نسبة الضغط π = 1.4). ​

تبادل الحرارة والتكثيف: يدخل البخار المضغوط في درجة الحرارة العالية والضغط عالي الضغط إلى غرفة التدفئة في المبخر وتبادل الحرارة مع المواد في غرفة التبخر. يطلق البخار الحرارة الكامنة ، وتمتص المادة الحرارة وتستمر في التبخر. بعد إطلاق الحرارة ، يتكثف البخار تدريجياً في الماء السائل ويتم تفريغه من خلال منفذ المكثفات. ​

الدورة الدموية والسيطرة: خلال العملية بأكملها ، تتم مراقبة درجة الحرارة والضغط ومستوى السائل والمعلمات الأخرى في النظام في الوقت الفعلي من خلال أجهزة الاستشعار. يقوم نظام التحكم تلقائيًا بضبط قوة الضاغط ، ومعدل تدفق البخار ، وسرعة التغذية والتفريغ للمادة وفقًا لهذه المعلمات لضمان التشغيل المستقر لنظام التبخر. على سبيل المثال ، عندما يكون المستوى السائل في غرفة التبخر مرتفعًا جدًا ، يتم زيادة معدل تدفق مضخة التفريغ تلقائيًا ؛ عندما تكون درجة الحرارة في غرفة التدفئة منخفضة للغاية ، يتم ضبط الضاغط لزيادة درجة حرارة البخار.

الثاني. المكونات الرئيسية لمبخر MVR

(ط) الضاغط

الضاغط هو المكون الأساسي لمبخر MVR ، ويؤثر أدائه بشكل مباشر على كفاءة التشغيل واستهلاك الطاقة للنظام بأكمله. تشمل الأنواع الشائعة من الضواغط ضواغط الطرد المركزي وضواغط الجذور.

ضاغط الطرد المركزي: لديها مزايا تدفق حجم كبير ، بنية مضغوطة ، والتشغيل السلس. يستخدم دوران عالية السرعة من المكره لتمكين البخار من الحصول على الطاقة تحت عمل قوة الطرد المركزي وتحقيق زيادة الضغط ودرجة الحرارة. إنه مناسب لأنظمة التبخر على نطاق واسع ويمكنه التعامل مع كمية كبيرة من البخار الثانوي.

ضاغط الجذور: إنه ضاغط إزاحة إيجابي مع كفاءة عالية في نطاق نسبة الضغط المنخفض. يستخدم دواراتين متزامنين متزامنين لدفع البخار من مدخل الهواء إلى منفذ الهواء لتحقيق ضغط البخار. تستخدم ضواغط الجذور على نطاق واسع في بعض المناسبات التي لا تكون فيها نسبة الضغط مرتفعة ومعدل التدفق صغير نسبيًا.

(2) المبخر

المبخر هو المكان الذي تتبخر فيه المادة ، ويؤثر تصميمها الهيكلي بشكل مباشر على كفاءة التبخر وجودة المنتج. تشمل الأنواع الشائعة من المبخرات المتساقطة مبخرات الأفلام ، ومبخرات الدورة الدموية القسرية ، إلخ.
​
مبخر الأفلام المتساقطة: تدخل المادة من الموزع السائل في الجزء العلوي من المبخر ، وتشكل فيلمًا سائلًا موحدًا على طول الجدار الداخلي لأنبوب التبادل الحراري تحت عمل الجاذبية ويتدفق لأسفل. تسخين بخار التدفئة المواد خارج الأنبوب ، وتتبخر المواد تدريجياً أثناء التدفق. يتمتع مبخر الأفلام المتساقط بمزايا كفاءة نقل الحرارة العالية ووقت الإقامة في المواد القصيرة ، وهو مناسب لتبخر المواد الحساسة للحرارة. ​

مبخر الدورة الدموية القسرية: تدور المواد بسرعة عالية في المبخر من خلال مضخة الدورة الدموية. بعد تسخين المادة في أنبوب التدفئة ، فإنه يدخل غرفة فصل التبخر لفصل الغاز السائل. يمكن لمبخر الدورة الدموية القسري التعامل مع المواد عالية السهولة والمواد التي سهلة التبلور ، ويمكن أن تمنع الطاقة التي توفرها مضخة الدورة الدموية بشكل فعال من التحجيم والانسداد في أنبوب التدفئة. ​

(3) المبادل الحراري

يلعب المبادل الحراري دورًا رئيسيًا في نقل الحرارة في مبخر MVR. تبادل البخار ذو درجة الحرارة العالية المضغوطة مع تبخير المواد في المبادل الحراري ، وينقل الحرارة إلى المادة ، وتكثيف نفسها إلى الماء السائل. تؤثر كفاءة نقل الحرارة في المبادل الحراري بشكل مباشر على معدل استخدام الطاقة للنظام. تشمل الأنواع الشائعة من المبادلات الحرارية مبادلات حرارية للوحة والمبادلات الحرارية للأنبوب. ​

مبادل حراري اللوحة: وهي تتألف من سلسلة من الألواح المعدنية المموجة مكدسة معًا ، مع قنوات السوائل التي تتشكل بين اللوحات. لديها مزايا كفاءة نقل الحرارة العالية ، البصمة الصغيرة ، تنظيف وصيانة سهلة. ​

مبادل حراري أنبوب: وهي تتألف من حزم أنبوب وقذائف وألواح الأنبوب والمكونات الأخرى. تتدفق المادة والتدفئة المتوسطة في جانب الأنبوب وجانب القشرة على التوالي ، ويتم تبادل الحرارة من خلال جدار الأنبوب. يحتوي المبادل الحراري للأنبوب على هيكل قوي وهو مناسب لارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي وظروف عمل تآكل للغاية. ​

(4) نظام التحكم ​

نظام التحكم هو ضمان التشغيل المستقر لمبخر MVR. يراقب درجة الحرارة والضغط ومستوى السائل ومعدل التدفق والمعلمات الأخرى في النظام في الوقت الفعلي من خلال أجهزة استشعار مختلفة ، ويعدل تلقائيًا سرعة الضاغط ، وفتح صمام البخار ، ومعدل تدفق مضخة المواد والمشغلات الأخرى وفقًا لاستراتيجية التحكم في الإعداد المسبق للتأكد من أن النظام يعمل في أفضل حالات العمل. يحتوي نظام التحكم المتقدم أيضًا على وظائف المراقبة وتسجيل البيانات عن بُعد ، مما يسهل المشغلين إلى فهم حالة تشغيل المعدات في الوقت الفعلي وتحليل البيانات التاريخية لتوفير أساس لتحسين المعدات وصيانتها.

ثالثا. مزايا مبخر MVR

(ط) كفاءة الطاقة العالية

واحدة من أكبر مزايا مبخر MVR هي كفاءة الطاقة العالية للغاية. تتطلب معدات التبخر التقليدية عادة كمية كبيرة من مصدر الحرارة الخارجي (مثل البخار) للحفاظ على عملية التبخر ، في حين أن مبخر MVR يقلل بشكل كبير من الطلب على الطاقة الخارجية عن طريق إعادة تدوير الحرارة الكامنة للبخار الثانوي. وفقًا للإحصائيات ، يمكن أن يوفر مبخر MVR 50 ٪ - 80 ٪ من استهلاك الطاقة مقارنة مع معدات التبخر التقليدية متعددة الآثار. مع ارتفاع أسعار الطاقة اليوم ، فإن هذا بلا شك يجلب وفورات كبيرة في التكاليف للمؤسسات. على سبيل المثال ، في عملية إنتاج المؤسسة الكيميائية ، بعد تبني مبخر MVR ، تم تخفيض تكلفة استهلاك البخار السنوية بملايين يوان.

(2) انخفاض تكلفة التشغيل

بسبب انخفاض كبير في استهلاك الطاقة ، انخفضت تكلفة تشغيل مبخر MVR أيضًا بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد مبخر MVR عادةً نظام تحكم بدرجة عالية من الأتمتة ، مما يقلل من عبء العمل في التشغيل اليدوي والصيانة ، ويقلل من تكاليف العمالة. في الوقت نفسه ، يجعل تصميمها الهيكلي المدمج البصمة أصغر ، مما يقلل من تكلفة بناء النبات والتأجير. بشكل عام ، يمكن لمبخر MVR توفير الكثير من تكاليف التشغيل للمؤسسات أثناء التشغيل على المدى الطويل. ​

(3) الأداء البيئي الجيد

انخفاض استهلاك الطاقة يعني انبعاثات غازات الدفيئة أقل. أثناء التشغيل ، يقلل مبخر MVR من اعتماده على مصادر الحرارة الخارجية (مثل البخار الناتج عن الغلايات التي تعمل بالفحم والزيت) ، مما يقلل بشكل كبير من انبعاث الملوثات مثل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت ، الذي يلبي المتطلبات الصارمة للحماية البيئية. على سبيل المثال ، في بعض الصناعات الصيدلانية والغذائية مع متطلبات حماية البيئة عالية للغاية ، يتم استخدام مبخرات MVR على نطاق واسع بسبب أدائها البيئي الممتاز. ​

(4) جودة المنتج العالية ​

أثناء عملية التبخر ، يستخدم مبخر MVR اختلافًا في درجة الحرارة المنخفضة لتبادل الحرارة ، والذي يمكن أن يتجنب بشكل فعال تدهور الجودة للمادة بسبب ارتفاع درجة الحرارة. هذه الميزة واضحة بشكل خاص لبعض المواد الحساسة للحرارة (مثل الأدوية وعصائر الفاكهة ، وما إلى ذلك). في ظل ظروف التبخر في درجات الحرارة المنخفضة ، يمكن الاحتفاظ بالمكونات الفعالة في المادة بشكل أفضل ، مما يضمن جودة المنتج وطعمه. على سبيل المثال ، في عملية تركيز عصير الفاكهة ، يمكن أن يحتفظ استخدام مبخرات MVR بمكونات الفيتامينات والرائحة في العصير إلى أقصى حد ، مما يجعل طعم العصير المركّز أقرب إلى العصير الطازج.

(5) عملية بسيطة ودرجة عالية من الأتمتة

تم تجهيز مبخر MVR بنظام تحكم متقدم. يحتاج المشغل فقط إلى تعيين المعلمات ذات الصلة على واجهة التحكم ، ويمكن تشغيل الجهاز تلقائيًا. يمكن للنظام ضبط حالة التشغيل تلقائيًا وفقًا للمعلمات التي تمت مراقبتها في الوقت الفعلي لضمان استقرار وكفاءة عملية التبخر. في الوقت نفسه ، لدى الجهاز أيضًا تشخيص الأعطال ووظائف الإنذار. بمجرد حدوث موقف غير طبيعي ، يمكن إخطار المشغل في الوقت المناسب للمعالجة ، مما يقلل بشكل كبير من صعوبة التشغيل وكثافة العمالة.

رابعا. سيناريوهات التطبيق لمبخرات MVR

(ط) الصناعة الكيميائية

معالجة مياه الصرف الصحي: يتم إنشاء كمية كبيرة من المياه العادمة العالية والملح العالي التركيز خلال عملية الإنتاج الكيميائي. يمكن لمبخرات MVR تبخر وتركيز هذه الأسرار الفاتارية ، وفصل الملح والمواد العضوية في مياه الصرف الصحي ، وتحقيق تصريف أو إعادة استخدام من مياه الصرف الصحي. على سبيل المثال ، في صناعة المواد الكيميائية الكلور-ألكالي ، يمكن استخدام مبخرات MVR لعلاج مياه الصرف التي تحتوي على أملاح مثل كلوريد الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم ، واستعادة مواد مفيدة فيه ، وتقليل تكلفة معالجة مياه الصرف الصحي.

تبلور الملح: عند استعادة الأملاح غير العضوية مثل كلوريد الصوديوم وكبريتات الصوديوم وكبريتات الأمونيوم من مياه الصرف الصحي الكيميائية ، يمكن لمبخر MVR أن يجعل المحلول يصل إلى حالة غير مشبعة من خلال التبخر والتركيز ، وبالتالي تحقيق بلورة وترسيخ بالأملاح. بالمقارنة مع عمليات التبخر التقليدية والبلورة ، فإن هذه الطريقة لديها استهلاك أقل للطاقة وارتفاع كفاءة التبلور.

استعادة المذيبات العضوية: في الإنتاج الكيميائي ، تحتاج العديد من المذيبات العضوية (مثل الإيثانول ، الأسيتون ، إلخ) إلى إعادة تدويرها وإعادة استخدامها. يمكن أن يتبخر مبخر MVR وفصل السوائل المختلطة التي تحتوي على المذيبات العضوية ، وتركيز المذيبات العضوية وإعادة تدويرها ، وتقليل تكاليف الإنتاج ، وتقليل التلوث البيئي الناجم عن المذيبات العضوية.
​
(2) صناعة الأدوية

تركيز مقتطفات الطب الصيني: تحتوي مستخلصات الطب الصيني على كمية كبيرة من الماء وتحتاج إلى التركيز لزيادة تركيز المكونات النشطة. يمكن أن تمنع خصائص التبخر منخفضة درجة الحرارة لمبخر MVR المكونات الحساسة للحرارة في الطب الصيني أثناء عملية التركيز ، مما يضمن فعالية الطب الصيني. على سبيل المثال ، تم استخدام مبخرات MVR على نطاق واسع في عملية تركيز مستخلصات الطب الصيني مثل الجينسنغ وأنجليكا. ​

تركيز مرق التخمير: في عملية إنتاج التخمير للأدوية مثل المضادات الحيوية والأحماض الأمينية ، يجب تركيز مرق التخمير. يمكن لمبخر MVR التركيز بكفاءة مرق التخمير مع الحفاظ على نشاط ونقاء منتج التخمير وتحسين جودة المنتج. ​

استعادة المذيبات: يتم استخدام كمية كبيرة من المذيبات العضوية ، مثل الإيثانول والميثانول ، في العملية الصيدلانية. يمكن استخدام مبخر MVR لاستعادة هذه المذيبات العضوية ، وتقليل تكاليف الإنتاج ، وتلبية متطلبات حماية البيئة لإنتاج المخدرات.
​
(3) صناعة الأغذية

تركيز العصير: يمكن لمبخر MVR تركيز العصير في درجة حرارة منخفضة ، والاحتفاظ بالنكهة واللون والمواد المغذية للعصير إلى أقصى حد. بعد تركيزه بواسطة مبخر MVR ، فإن العصير له طعم أكثر ثراءً ويسهل تخزينه ونقله. على سبيل المثال ، في عملية إنتاج عصير البرتقال وعصير التفاح والعصائر الأخرى ، أصبح مبخر MVR هو معدات التركيز السائدة. ​

معالجة الألبان: في عملية تركيز منتجات الألبان مثل الحليب ومصل اللبن ، يمكن لمبخر MVR تجنب تلف درجة الحرارة المرتفعة في المواد الغذائية مثل البروتين والدهون في منتجات الألبان ، وضمان جودة منتجات الألبان. في الوقت نفسه ، من خلال التركيز ، يمكن تمديد العمر الافتراضي لمنتجات الألبان ويمكن زيادة القيمة المضافة للمنتجات. ​

تركيز السكر السائل: لتركيز سوائل السكر مثل الشراب والعسل ، يمكن أن يعمل مبخر MVR في درجة حرارة أقل لمنع سائل السكر من الكراميل بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، مما يؤثر على جودة المنتج. يحتوي سائل السكر المركّز على تركيز أعلى ، وهو مناسب للمعالجة والتعبئة اللاحقة.

(4) صناعة حماية البيئة

علاج الماشية: يحتوي Leachate على كمية كبيرة من المواد العضوية ونيتروجين الأمونيا والمعادن الثقيلة وغيرها من الملوثات ، والتي يصعب علاجها. يمكن لمبخر MVR تبخر وتركيز المادة المرتشحة ، ويقلل من حجم المادة المرتشحة ، وتقليل حمولة العلاج اللاحق. في الوقت نفسه ، يمكن استرداد جزء من موارد المياه من خلال التبخر والتركيز ، ويمكن إعادة تدوير الموارد. ​

معالجة مياه الصرف الصحي الكهربائية: تحتوي مياه الصرف الصحي الكهربائية على كمية كبيرة من أيونات المعادن الثقيلة (مثل الكروم والنيكل والنحاس وما إلى ذلك) والسيانيد والمواد الضارة الأخرى. يمكن لمبخر MVR تبخر وتركيز مياه الصرف الصحي الكهربائي ، وأيونات المعادن الثقيلة المنفصلة وغيرها من الملوثات ، ويدرك إعادة استخدام مياه الصرف الصحي واستعادة المعادن الثقيلة. على سبيل المثال ، في طلاء كروم معالجة مياه الصرف الصحي ، يمكن لمبخر MVR التركيز واستعادة أيونات الكروم في مياه الصرف الصحي لإنتاج الطلاء الكهربائي مرة أخرى. ​

طباعة وصباغة معالجة مياه الصرف الصحي: تحتوي طباعة مياه الصرف الصحي وصباغة الصباغة على كمية كبيرة من الملوثات مثل الأصباغ والمساعدين والأملاح غير العضوية ، بالألوان الداكنة و COD عالية. يمكن لمبخر MVR تبخر وتركيز طباعة وصباغة مياه الصرف الصحي ، وإزالة الملح والأصباغ من مياه الصرف الصحي ، وجعل معايير إعادة استخدام مياه الصرف الصحي ، وتقليل استهلاك موارد المياه وتصريف مياه الصرف الصحي من مؤسسات الطباعة والصباغة. ​

(5) تحلية مياه البحر واستعادة الموارد

التناضح العكسي معالجة الماء المركّز: التناضح العكسي هو تقنية شائعة الاستخدام في تحلية مياه البحر ومعالجة مياه الصرف الصحي ، لكنها ستنتج كمية معينة من المياه المركزة. يمكن لمبخر MVR التركيز على التناضح العكسي مركزة المياه ، واستعادة موارد المياه في تكنولوجيا المعلومات ، وتحسين معدل استخدام موارد المياه. في الوقت نفسه ، يتم تقليل حجم المياه المركزة المركزة ، وهو مريح للمعالجة اللاحقة والتخلص منها. ​

استخراج الليثيوم من سولت ليك: يحتوي Salt Lake Brine على موارد ليثيوم غنية ، لكن تركيز الليثيوم منخفض ، لذلك يجب تركيزه واستخلاصه. يلعب مبخر MVR دورًا مهمًا في عملية استخراج الليثيوم من Salt Lake. من خلال تبخير وتركيز محلول ملحي بحيرة الملح ، يتم زيادة تركيز الليثيوم ، مما يوفر شروطًا أكثر ملاءمة لعملية استخراج الليثيوم اللاحقة.

خامسا المقارنة بين مبخر MVR وغيرها من المبخرات

من أجل فهم خصائص مبخر MVR بشكل أكثر حدًا ، نقارنها بمبخر تقليدي متعدد التأثيرات وتبخر إعادة الضغط على البخار الحراري (TVR). تظهر المقارنة المحددة في الجدول التالي:

كما يتضح من جدول المقارنة ، يتمتع مبخر MVR بمزايا واضحة في استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل وأداء حماية البيئة وجودة المنتج ، وهو مناسب بشكل خاص للصناعات وسيناريوهات التطبيقات الحساسة لتكاليف الطاقة ولديها متطلبات عالية لجودة المنتج. ​

السادس. الخلاصة

كتقنية تبخر مبتكرة ، أظهرت مبخر MVR آفاقًا واسعة التطبيق في العديد من الصناعات مثل الكيميائية والمستحضرات الصيدلانية والغذاء والبيئة بسبب العديد من مزاياها مثل الكفاءة العالية وتوفير الطاقة ، وحماية البيئة ، وجودة المنتج العالية ، والتشغيل البسيط. مع الاهتمام المتزايد لقضايا الطاقة ومتطلبات حماية البيئة ، ستلعب مبخر MVR بالتأكيد دورًا أكثر أهمية في الإنتاج الصناعي المستقبلي ويوفر دعمًا قويًا للمؤسسات لتحقيق التنمية المستدامة. عند اختيار مبخر MVR ، يجب على المؤسسات النظر في الأداء وتكلفة الاستثمار وتكلفة التشغيل للمعدات وفقًا لاحتياجات الإنتاج الخاصة بها وخصائصها المادية وتوريد الطاقة والعوامل الأخرى ، واختيار حلول المعدات والعمليات الأكثر ملاءمة. في الوقت نفسه ، مع التقدم المستمر للعلوم والتكنولوجيا ، فإن تقنية مبخر MVR تتطور باستمرار وتحسينها ، ومن المتوقع أن يتم تطبيقها في المزيد من الحقول في المستقبل وتحقيق فوائد اقتصادية واجتماعية أفضل. .