औद्योगिक अपशिष्ट जल के शून्य निर्वहन के क्षेत्र में, "बहु-चरण रासायनिक नरमी + बहु-चरण झिल्ली एकाग्रता और पृथक्करण + वाष्पीकरण क्रिस्टलीकरण" प्रक्रिया आम तौर पर अपनाई जाती है। वाष्पीकरण क्रिस्टलीकरण को बहु-प्रभाव वाष्पीकरण प्रक्रिया (एमईडी), भाप थर्मल पुनर्संपीड़न प्रक्रिया (टीवीआर), भाप यांत्रिक पुनर्संपीड़न प्रक्रिया (एमवीआर), आदि में विभाजित किया गया है। उनमें से, एमईडी प्रक्रिया के लिए बड़ी मात्रा में प्राथमिक भाप की आवश्यकता होती है, निवास समय वाष्पीकरण उत्पाद लंबा है, प्रसंस्करण दक्षता अधिक नहीं है, और तीन-प्रभाव वाष्पीकरण की प्राथमिक भाप खपत है 0.40~0.50 किग्रा/किलोएच2ओ। टीवीआर प्रक्रिया वाष्पीकरण के दौरान उत्पन्न द्वितीयक भाप का उपयोग करती है, लेकिन वाष्पीकरण में अभी भी उच्च तापमान वाली भाप की खपत होती है, और प्राथमिक भाप की खपत 0.10 ~ 0.30 किग्रा/किग्राएच2ओ है, और ऊर्जा-बचत प्रभाव सीमित है। एमवीआर प्रक्रिया टीवीआर प्रक्रिया के समान है, जो आर्थिक दक्षता में सुधार के लिए वाष्पीकरण और क्रिस्टलीकरण के दौरान उत्पन्न द्वितीयक भाप का पूरा उपयोग करती है, लेकिन अंतर यह है कि एमवीआर प्रक्रिया वाष्पीकरण के दौरान बिजली की खपत करती है, इसलिए इसका व्यापक रूप से उन परिदृश्यों में उपयोग किया जाता है जहां प्राथमिक भाप आपूर्ति की कमी है या प्राथमिक भाप की कीमत अधिक है।
एमवीआर प्रक्रिया का मुख्य उपकरण स्टीम कंप्रेसर है, जो एमवीआर प्रसंस्करण क्षमता सुनिश्चित करने की कुंजी है। हालाँकि, कई परियोजनाओं में, डिज़ाइन यूनिट या ईपीसी यूनिट ने स्टीम कंप्रेसर के चयन को सत्यापित नहीं किया है और स्टीम कंप्रेसर के मुख्य मापदंडों की गणना गलत है, जिसके परिणामस्वरूप एमवीआर प्रसंस्करण क्षमता ऑपरेशन के दौरान अपेक्षित मूल्य तक नहीं पहुंच पाती है। यह लेख एमवीआर सिद्धांत से शुरू होता है और जल उपचार पेशेवरों द्वारा संदर्भ के लिए स्टीम कंप्रेसर का वर्गीकरण और चयन और एक सरल डिजाइन और गणना विधि देता है।
एमवीआर सिद्धांत
एमवीआर डिवाइस आम तौर पर एक प्रीहीटर, एक हीटर, एक बाष्पीकरणकर्ता, एक कंडेनसर, एक मजबूर परिसंचरण पंप, एक भाप कंप्रेसर, एक थिकनर, एक सेंट्रीफ्यूज इत्यादि से बना होता है। उच्च-सांद्रता वाली नमकीन गर्म होने के लिए फ़ीड पंप के माध्यम से प्रीहीटर में प्रवेश करती है (स्टीम कंडेनसेट के साथ गर्मी का आदान-प्रदान), और एक निश्चित तापमान तक पहुंचने के बाद, यह हीटर में प्रवेश करता है (संपीड़ित माध्यमिक भाप के साथ गर्मी का आदान-प्रदान करता है), और क्वथनांक तक गर्म होने के बाद, यह बाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करता है। मजबूर परिसंचरण पंप सामग्री को बाष्पीकरणकर्ता और हीटर के बीच लगातार प्रसारित करता है। बाष्पीकरणकर्ता द्वारा उत्पन्न द्वितीयक भाप भाप कंप्रेसर में प्रवेश करती है। तापमान और दबाव बढ़ने के बाद, यह उच्च दक्षता और ऊर्जा बचत के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए, पारस्परिक उपयोग आदि के लिए हीटर में प्रवेश करता है।
भाप कम्प्रेसर का वर्गीकरण और चयन
उद्योग में, कई प्रकार के कंप्रेसर हैं।
एमवीआर के लिए, आमतौर पर दो स्टीम कंप्रेसर का उपयोग किया जाता है, एक रोटरी प्रकार में रूट्स स्टीम कंप्रेसर है, और दूसरा टरबाइन प्रकार में सेंट्रीफ्यूगल स्टीम कंप्रेसर है। दोनों कंप्रेसर अलग-अलग कार्य स्थितियों पर लागू होते हैं, मुख्य रूप से निकास मात्रा, निकास दबाव, रुद्धोष्म दक्षता आदि के संदर्भ में।
रूट्स स्टीम कम्प्रेसर छोटी और मध्यम गैस मात्रा के लिए उपयुक्त हैं, अन्यथा उपकरण बहुत बड़ा है, जिसके परिणामस्वरूप फर्श की जगह और निवेश बढ़ जाता है; केन्द्रापसारक भाप कम्प्रेसर बड़े और मध्यम गैस मात्रा के लिए उपयुक्त हैं, इसलिए एमवीआर वाष्पीकरण और क्रिस्टलीकरण के लिए माध्यमिक भाप की मात्रा भाप कम्प्रेसर के चयन का मुख्य आधार है।
उदाहरण के लिए, अपशिष्ट जल शून्य डिस्चार्ज परियोजना में, एमवीआर वाष्पीकरण क्रिस्टलीकरण उपकरण की फ़ीड मात्रा 1 0 टी/एच है, द्वितीयक भाप दबाव 0 है। 0 8 एमपीए, और तापमान 93.51 डिग्री है. द्वितीयक भाप घनत्व 0.48 किग्रा/वर्ग मीटर है। यह मानते हुए कि सभी 10 टन/घंटा फ़ीड वाष्पित हो गई है, कंप्रेसर सेवन की मात्रा 20833.33 m³/h (347.22 m³/मिनट) है, भाप कंप्रेसर निकास तापमान 105 डिग्री है, और निकास दबाव 0.15 MPa है। कंप्रेसर निकास मात्रा 207.94 m³/मिनट है। इस समय, एक केन्द्रापसारक भाप कंप्रेसर का चयन किया जाना चाहिए। गणना प्रक्रिया इस प्रकार है.
(1) कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली भाप की मात्रा प्रवाह दर की गणना करें
कहां: Vi कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली भाप की मात्रा प्रवाह दर है, m³/h; मील कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली भाप द्रव्यमान प्रवाह दर, किग्रा/घंटा है; ρi कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली भाप का घनत्व, किग्रा/मीटर³ है।
(2) भाप कंप्रेसर की निकास मात्रा प्रवाह दर की गणना करें
कहां: पाई कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली भाप का दबाव है, एमपीए; पो कंप्रेसर से निकलने वाली भाप का दबाव है, एमपीए; Vi कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली भाप की मात्रा प्रवाह दर है, m³/मिनट; Vo कंप्रेसर से निकलने वाली भाप की मात्रा प्रवाह दर है, m³/मिनट; Ti कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली भाप का तापमान, डिग्री है; Ti कंप्रेसर से निकलने वाली भाप का तापमान, डिग्री है।
चूंकि रूट्स स्टीम कंप्रेसर की लागू निकास मात्रा 3~150m³/मिनट है, और सेंट्रीफ्यूगल स्टीम कंप्रेसर की लागू निकास मात्रा 25~3000m³/मिनट है, इसलिए सेंट्रीफ्यूगल स्टीम कंप्रेसर का चयन किया जाता है।
कंप्रेसर के मुख्य मापदंडों का डिज़ाइन
जैसा कि ऊपर से देखा जा सकता है, एमवीआर विद्युत ऊर्जा के साथ भाप कंप्रेसर को चलाकर माध्यमिक भाप के तापमान और दबाव को बढ़ाने की एक प्रक्रिया है। इसलिए, स्टीम कंप्रेसर की मोटर शक्ति कंप्रेसर क्षमता सुनिश्चित करने का आधार है। अभी भी एमवीआर वाष्पीकरण क्रिस्टलीकरण उपकरण 10 टी/एच की फ़ीड दर, 0.08 एमपीए का द्वितीयक भाप दबाव, 93.51 डिग्री का तापमान, 105 डिग्री का भाप कंप्रेसर निकास तापमान के साथ ले रहा है। , और उदाहरण के तौर पर 0.15 एमपीए का निकास दबाव, मोटर शक्ति की गणना निम्नलिखित चरणों के अनुसार की जा सकती है।
(1) भाप के रुद्धोष्म सूचकांक की गणना करें
कहां: k भाप का रुद्धोष्म सूचकांक है; सीपी भाप की स्थिर दबाव विशिष्ट ताप क्षमता है {{0}}.08 एमपीए और 93.51 डिग्री, केजे/(किग्रा · डिग्री); सीवी 0.08 एमपीए और 93.51 डिग्री, केजे/(किलो · डिग्री) पर भाप की निरंतर मात्रा विशिष्ट ताप क्षमता है।
(2) स्टीम कंप्रेसर के पॉलीट्रोपिक इंडेक्स की गणना करें
कहां: एम स्टीम कंप्रेसर का पॉलीट्रोपिक इंडेक्स है; ηp कंप्रेसर की पॉलीट्रोपिक दक्षता है।
(3) कंप्रेसर दबाव अनुपात की गणना करें
कहां: ε कंप्रेसर दबाव अनुपात है।
3.5 से कम दबाव अनुपात वाले स्टीम कंप्रेसर सभी एक-चरण संपीड़न का उपयोग कर सकते हैं।
(4) भाप कंप्रेसर की सैद्धांतिक शक्ति की गणना करें
जहां एन स्टीम कंप्रेसर की सैद्धांतिक शक्ति, किलोवाट है।
कुछ डिज़ाइन इकाइयाँ या ईपीसी इकाइयाँ कंप्रेसर मोटर शक्ति को निर्धारित करने के लिए आधार के रूप में सैद्धांतिक शक्ति का उपयोग करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप कंप्रेसर आउटपुट छोटा होता है।
(5) स्टीम कंप्रेसर की शाफ्ट शक्ति की गणना करें
जहां Na भाप कंप्रेसर की शाफ्ट शक्ति है, किलोवाट; घर्षण और अन्य कारणों से कंप्रेसर की दक्षता 100% तक नहीं पहुंच पाती है। ηm को यांत्रिक दक्षता कहा जाता है। जब सैद्धांतिक शक्ति N 1000 किलोवाट से कम है, तो इसे 0.94~0.96 के रूप में लिया जा सकता है। जब 1000 N से कम या उसके बराबर हो<2000 kW, it can be taken as 0.96~0.98. ηt is called the transmission efficiency. For motors and compressors directly connected by a coupling or a shaft, it is taken as 1. For gear transmission, ηt is between 0.93~0.98. For accurate calculation, the gear manual can be consulted to select the transmission efficiency of the gear pair.
कुछ डिज़ाइन इकाइयां या ईपीसी इकाइयां शाफ्ट पावर के आधार पर कंप्रेसर मोटर पावर निर्धारित करती हैं, लेकिन मोटर लोड के कारण, मोटर के लिए 100% आउटपुट प्राप्त करना असंभव है, इसलिए यह अभी भी अपर्याप्त कंप्रेसर आउटपुट का कारण बनेगा।
(6) स्टीम कंप्रेसर मोटर शक्ति की गणना
उपरोक्त सूत्र से पता चलता है कि स्टीम कंप्रेसर मोटर की शक्ति शाफ्ट शक्ति से 1.1 ~ 1.2 गुना है। गणना परिणामों के अनुसार, मोटर शक्ति का मानक श्रृंखला मान 280 किलोवाट के रूप में लिया जा सकता है।
सारांश
स्टीम कंप्रेसर यह सुनिश्चित करने के लिए मुख्य उपकरण है कि एमवीआर डिज़ाइन की गई प्रसंस्करण क्षमता तक पहुंच जाए। कंप्रेसर ड्राइव पावर की सटीक गणना कंप्रेसर के प्रदर्शन को सुनिश्चित करने का आधार है। यदि सैद्धांतिक गणना शक्ति के अनुसार ड्राइव पावर का चयन किया जाता है, तो यह वास्तविक ड्राइव पावर से 20% ~ 30% कम होगा; यदि ड्राइव पावर को शाफ्ट पावर के अनुसार चुना जाता है, तो यह वास्तविक ड्राइव पावर से 10 ~ 20% कम होगी।