MVR蒸發器管內沸騰傳熱傳質數值模擬

張 琳，高麗麗，崔 磊，趙慶良

（常州大學機械工程學院，江蘇 常州 213016）

有機廢水廣泛存在于石油、化工、食品、中間體等行業的廢水中，有機廢水一直是廢水處理中的難題。目前國內企業大多采用多效蒸發工藝[1]，利用前效蒸發產生的二次蒸汽，作為后效蒸發器的熱源，但是一般只做到四效，四效后蒸發效果就不理想了。不管是單效蒸發還是多效蒸發，蒸發濃縮過程均需要消耗大量的生蒸汽。例如，對于四效的蒸發器，蒸發1 t水大約需要消耗0.35 t的蒸汽，電耗約15 kW·h，如果蒸發量為15 t/h的工業裝置，目前蒸汽市面價為230元/噸，工業電價為0.75元/千瓦時，則一年按300個工作日7200 h計算，蒸汽的運行費用約991萬元/年。

機械蒸汽再壓縮蒸發（mechanical vapor recompression技術，簡稱MVR），作為一種更加高效節能的蒸發工藝越來越被人關注，其工作原理如圖1所示，是將蒸發器蒸發產生的原本需要冷卻水冷凝的二次蒸汽，經壓縮機壓縮升溫后，再送入蒸發器加熱室作為加熱熱源，替代生蒸汽循環利用。由于節省了生蒸汽，二次蒸汽的潛熱也得到了回收利用，節能節水效果非常顯著。國外MVR技術的研究開展早且研究深入，特別在海水脫鹽方面已經得到廣泛應用[2-15]。國內MVR研究起步較晚，發展也比較緩慢，但是近幾年，隨著國家節能環保減排政策的強制實施，企業界和學術界對MVR技術愈來愈關注，發展也比較迅速[16]，不斷有MVR在海水淡化、制鹽、廢水處理等行業的經濟性和能效性分析研究[17-20]、實驗研究[21-24]和應用研究[25-27]方面的成果報道。……