选择多效蒸发器需要注意三点:
1效数
主要考虑处理量的大小、被蒸发物料的沸点升高值、设备的多少。
2乏汽冷凝器的选择
乏汽必须回收的时候,较好采用间接冷凝器,比如列管式、螺旋板式换热器;乏汽不需要回收的时候,较好采用直接冷凝器,比如直接大气冷凝器、水喷射泵冷凝等。
3流程
顺流在操作的时候,后效蒸发室的压强较前效低,溶液在效间的输送所需的泵的功率小。
此外,因为后效蒸发发温度低,所以前效溶液进入后效后,就会闪蒸出部分的蒸汽,所以生蒸汽消耗比较少。但是,顺流流程的时候,后效的浓度高、温度低、粘度增高、传热速率小。逆操作的时候和顺流操作是相反的,前效温度高、浓度高,后效温度低、浓度低,让各效的传热速率接近,但是所需效间过料泵功率大,蒸汽消耗多。不适合处理热敏性物料,也不适合随着温度和浓度提高,介质腐蚀性增强的物料。另外,其能根据物料的具体情况采用平流、混流的流程。
4加热面积
确定蒸发器的加热面积是通过物料平衡、热量平衡、传热计算以及采用的流程形式等因素综合考虑后决定的。
多效蒸发器从用途来分,可以分普通多效蒸发系统、强制循环多效蒸发器,强制循环蒸发器是用多台外循环蒸发器的基础上再增加外循环泵。强制循环蒸发器可以适用于在蒸发过程中有结晶,并且是非热敏性物料的场合。
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多效蒸发中效加入加热蒸汽,从效产生的二次蒸汽作为*二效的加热蒸汽,而*二效的加热室却相当于效的冷凝器,从*二效产生的二次蒸汽又作为*三效的加热蒸汽,如此串联多个蒸发器,就组成了多效蒸发。由于多效操作中蒸发室的操作压力是逐效降低的,故在生产中的多效蒸发器的末效带与真空装置连接。各效的加热蒸汽温度和溶液的沸点也是依次降低的,而完成液的浓度是逐效增加的。后一效的二次蒸汽进入冷凝器,用水冷却冷凝成水而移除。
为了合理利用有效温差,行根据处理物料的性质,通常多效蒸发有下列三种操作流程。
并流流程逆流流程平流流程。
蒸发器;(1)适用范围: 适用于制药、葡萄糖、淀粉、化工、木糖、柠檬酸、硫酸铵、生化工程、环保工程、废液回收处理等。
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机械蒸汽再压缩的原理
由于成本原因,单级离心压缩机和高压风机被普遍用于机械蒸汽再压缩系统。因此下述说明是针对此类设计。离心压缩机是体积控制机器,即无论吸入压力多大,体积流率几乎保持恒定。而质量流量的变化与**吸入压力成比例。
单级离心压缩机的压缩循环描绘在焓熵图中。单级离心压缩机需要的动力:例如:将来自蒸发器的饱和水蒸汽从吸入状态p1=1.9 bar, t1=119℃压缩到p2= 2.7 bar, t2=161℃(压缩比Π= 1.4)。压缩循环沿着多变曲线1-2,蒸汽的比焓增加量Δhp。对于蒸汽的比焓h2,通过压缩机内效率(等熵效率)的等式:在此温度下,它进入到蒸发器的加热器。基于被吸入蒸汽的量,kg/hr。hp单位多变(有效)压缩功,kJ/kg。hs单位等熵压缩功,kJ/kg。
mvr能量变化图压缩机的等熵效率(内效率)除其他因素之外,单位多变压缩功hp取决于多方指数κ和吸入气体的摩尔质量M,以及吸入温度和要求的压升。对于原动机(电动机、燃气机、涡轮机等)的实际耦合功率,考虑了更大的机械损耗余量。叶轮由标准材料制造的单级离心压缩机能够获得压缩因子1.8的水蒸汽压升,如果采用钛等更高质量的材料,压缩因子可高达2.5。这样一来,压力p2就是吸入压力p1的1.8倍至2.5倍,这对应于饱和蒸汽温度升高约12-18K,温升可到30K,这取决于吸入压力。就蒸发技术而言,通常的做法是根据相应的水沸点温度来表示其压力。这样,有效温差就被直接表示出来。
对于低的蒸发速率,也可用活塞式压缩机、滑片压缩机或是螺杆压缩机。蒸发设备紧凑,占地面积小,所需空间也小。机房设备又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽、供水能力不足、场地不够的现有工厂,特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合,可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。热力蒸汽再压缩(TVR)从分离器出来的二次蒸汽一部分在高压工作蒸汽的带动下,进入喷射器混合升温升压后,进入加热室当作加热蒸汽使用,来加热料液。另一部分进入冷凝器,冷凝后排出。加热蒸汽在加热室中凝结成水排出。管内溶液在加热蒸汽的加热下蒸发浓缩,达到要求后排出,蒸汽喷射式热泵具有结构简单、操作稳定、价格低廉等特点。使用蒸汽喷射式热泵,效能上相当于增加一效蒸发器。降膜式蒸发器在降膜蒸发器中,液体和蒸汽向下并流流动。料液经预热器预热至沸腾温度,经**部的液体分布装置形成均匀的液膜进入加热管,并在管内部分蒸发。
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