工业蒸发操作的主要目的是:
(1)稀溶液的增浓直接制取液体产品,或者将浓缩的溶液再经进一步处理(如冷却结晶)制取固体产品,例如稀烧碱溶液(电解液)的浓缩、蔗糖水溶液的浓缩以及各种果汁、牛奶的浓缩等等;
(2)纯净溶剂的制取,此时蒸出的溶剂是产品,例如海水蒸发脱盐制取淡水。
(3)同时制备浓溶液和回收溶剂,例如中药生产中酒精浸出液的蒸发
工业上被蒸发的溶液多为水溶液,故本章的讨论**于水溶液的蒸发。原则上,水溶液蒸发的基本原理和设备对其它液体的蒸发也是适用的。
关于物料
在使用多效并流蒸发器浓缩物料时,应如何控制进料?一效物料进入二效蒸发器时,应如何调节流量?在设计多效蒸发器浓缩物料时,应注意哪些问题?
不管几效蒸发器,浓缩物料是根本目的。一般蒸后物料有一个浓度要求,后效出料有一个密度计,可控制物料浓度,密度计与直流、回流阀连锁,当物料达到设定要求,出料泵直流,否则回流。
根据视镜液位的高低来调节进料量,在自动化程度较低的情况下可采用。蒸发系统是一套密闭系统,只要在后效安装液位计与出料管上的调节阀连锁控制,*这样麻烦,一效到二效不需控制流量。
多效蒸发关键是每一效的热量应相互平衡,如**效产生的二次蒸汽用于二效的加热,产生的蒸汽应刚好被二效用完,用不完则一效的压力要升高,不够用的话则二效的蒸发强度达不到要求。
我们用的是负压多效蒸发,手动操作;需要注意以下几点:
1、蒸汽压力稳定,经常观察。
2、真空度和温度符合要求,特别是负压运行状况下,发现波动,立马查找原因。
3、调节出料阀门,使出料比重符合要求,定时测量,设备不稳定时多测;正常情况下,应该不会有太大变化。
4、调节进料阀门,使液位稳定在视镜中间位置。
5、真空泵,循环泵,冷凝水泵运行正常。
6、如果温度一直上升,先看真空是否跳闸,再看冷凝水是否未排出,没问题,看蒸汽压力是不是突然上升,还不是就可能漏了,停车保压,确定问题。
7、发现温度急速上升,马上关闭蒸汽阀门,看真空泵是否跳闸,如果跳,关闭真空泵进气阀门。没跳,查看各个状态,待温度回落后,再开。
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。
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