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蒸發(fā)器的分類及8條選用原則

來源:本站日期:2022-11-04 03:01:23 瀏覽:2351

       近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展,能源形勢和環(huán)境問題日益嚴(yán)峻,蒸發(fā)器自進(jìn)入國內(nèi)市場后,需求量大幅上漲。
       當(dāng)前國內(nèi)蒸發(fā)器市場供不應(yīng)求,蒸發(fā)器的種類不斷完善,品類也不斷增加,僅蒸發(fā)濃縮高鹽廢水的蒸發(fā)器就有各種不同的蒸發(fā)器可供選擇。今天小編帶大家了解一下蒸發(fā)器的分類原理及選用原則。
       蒸發(fā):利用加熱的方式將含有不揮發(fā)和不易揮發(fā)的溶液沸騰汽化,并移出蒸汽,從而使溶液中溶質(zhì)的濃度得到提高的單元操作方法,即為蒸發(fā),被蒸發(fā)的溶液可以是水溶液,也可以是其他溶劑的溶液。蒸發(fā)操作的目的是為了獲得濃縮的溶液、獲得固體溶質(zhì)、去除雜質(zhì)等,而達(dá)成這一目的的設(shè)備即為蒸發(fā)器。

三效蒸發(fā)器

       蒸發(fā)器廣泛應(yīng)用于化工、輕工、食品、制藥、冶金、高鹽廢水處理、海水淡化等工業(yè),或工業(yè)生產(chǎn)中。
       蒸發(fā)器主要由加熱室及分離室組成。不同類型的蒸發(fā)器的組成系統(tǒng)也有所不同,大概有預(yù)熱器、加熱器、蒸發(fā)器、分離器、冷凝器、泵、清洗系統(tǒng)、蒸汽洗滌裝置、冷凝液處理裝置等設(shè)備。
       蒸發(fā)器有用直接熱源加熱的,也有用間接熱源加熱的,工業(yè)上經(jīng)常采用簡介蒸汽加熱的蒸發(fā)器,按照在加熱室運(yùn)動的情況,可將蒸發(fā)器分為循環(huán)型(非膜式)和非循環(huán)型(膜式)兩種。
       循環(huán)型蒸發(fā)器的特點(diǎn)是溶液在蒸發(fā)器中循環(huán)流動,因而可以提高傳熱效果。由于引起溶液循環(huán)運(yùn)動的原因不同,又分為自然循環(huán)蒸發(fā)器和強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。自然循環(huán)蒸發(fā)器是由于溶液受熱程度不同,產(chǎn)生了密度差而引起循環(huán)運(yùn)動;強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器是由于外加機(jī)械(泵)迫使溶液沿一定方向流動。

降膜蒸發(fā)器

       循環(huán)型(非膜式)蒸發(fā)器分類
       中央循環(huán)管式(標(biāo)準(zhǔn)式)蒸發(fā)器:加熱室由垂直管束組成,管束中央有一根直徑較粗的管子。為促使溶液有良好的循環(huán),中央循環(huán)管截面積一般為加熱管總截面積的40~100%,循環(huán)速度:0.4~0.5m/s以下,中央循環(huán)管蒸發(fā)器具有溶液循環(huán)好、傳熱效率高等優(yōu)點(diǎn),同時又由于結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、操作可靠,故應(yīng)用十分廣泛,但是由于這類蒸發(fā)器的加熱室不易清洗,因此適宜于處理結(jié)垢不嚴(yán)重,腐蝕性小的溶液。
       懸筐式蒸發(fā)器:是由中央循環(huán)管蒸發(fā)器改進(jìn)而來。加熱蒸汽由中央蒸汽管進(jìn)入加熱室,加熱室懸掛在其內(nèi),可由頂部取出,便于清洗與更換,環(huán)形截面截一般為加熱管總截面積的100~150%,循環(huán)速度:1.0~1.5m/s之間,這類蒸發(fā)器改善了加熱管內(nèi)結(jié)垢情況,并提高了傳熱速率,但是由于設(shè)備耗材量大、占地面積大、加熱管內(nèi)的溶液滯留量大,因此適用于蒸發(fā)有晶體析出的溶液。
       外加熱式蒸發(fā)器:這種蒸發(fā)器的加熱管比較長,其直徑之比為50—100。由于循環(huán)管內(nèi)的溶液未受蒸汽加熱,其密度較加熱管內(nèi)的大,因此形成溶液沿循環(huán)管下降而沿加熱管上升的循環(huán)運(yùn)動,循環(huán)速度可達(dá)1.5m/s
       上述幾種蒸發(fā)器均為自然循環(huán)蒸發(fā)器,都是由于加熱室與循環(huán)管內(nèi)溶液間的密度差而產(chǎn)生溶液的自然循環(huán)運(yùn)動,它們的共同不足之處是溶液的循環(huán)速度較低,傳熱效果欠佳,在處理黏度大、易結(jié)垢或易結(jié)晶的溶液時處理效果偏差。

雙效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器

       強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器:這類蒸發(fā)器是由于外加機(jī)械(泵)迫使溶液沿一定方向流動。比較適宜用于處理黏度大、易結(jié)垢或者易結(jié)晶的溶液,這類蒸發(fā)器的缺點(diǎn)是動力消耗大。
       上述各種蒸發(fā)器的主要缺點(diǎn)是加熱室內(nèi)滯料量大,致使物料在高溫下停留時間長,特別不適于處理熱敏性物料。因此常用于膜式蒸發(fā)器進(jìn)行處理。
       膜式蒸發(fā)器
在膜式蒸發(fā)器內(nèi),溶液只通過加熱室即可濃縮到所需要的濃度,停留時間僅為數(shù)秒或者十余秒,溶液通過加熱室時,在管壁上呈膜狀流動,故習(xí)慣上又稱為液膜式蒸發(fā)器。這類膜式蒸發(fā)器又分為升膜蒸發(fā)器、降膜蒸發(fā)器及刮板式攪拌薄膜蒸發(fā)器。
       升膜蒸發(fā)器適宜處理蒸發(fā)量較大的稀溶液以及熱敏性或者生泡的溶液。不適宜用較濃溶液的蒸發(fā),它對黏度大、易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料也不適用,比較適合用于料液中蒸發(fā)水量大的溶液。
       降膜蒸發(fā)器如果使用有較高蒸發(fā)濃度或黏度的熱敏性物料,以考慮使用降膜蒸發(fā)器,但是降膜蒸發(fā)器不太適宜用于易結(jié)晶、易結(jié)垢或黏度高的溶液處理。
       升—降膜蒸發(fā)器比較適合處理黏度變化大的溶液,或者廠房高度有一定限制的場合,若正安放過程中溶液的黏度變化大,推薦采用常壓操作。
       近年來,在板式換熱器的基礎(chǔ)上開發(fā)出一種高傳熱效率的板式蒸發(fā)器,是將板式加熱器和冷凝器結(jié)合在一起的蒸發(fā)裝置。加熱室的結(jié)垢以及兩流體在板間的流動情況與板式換熱器類似。這類板式蒸發(fā)器生產(chǎn)能力大、流動阻力小、易于調(diào)節(jié)傳熱表面積、滯料量小,傳熱效率高。常見于食品工業(yè)和造紙工業(yè)的黑液回收方面得到廣泛應(yīng)用。

單效蒸發(fā)器

       通過上述分析,是否對蒸發(fā)器的分類有一個大概的了解?那么蒸發(fā)器的選用原則是什么呢?
       蒸發(fā)器選用要從以下8大方面進(jìn)行考慮
    (1)溶液的黏度是蒸發(fā)器選型時考慮的首要因素,要根據(jù)蒸發(fā)過程中溶液黏度變化的范圍去進(jìn)行選擇。
    (2)溶液的熱穩(wěn)定性、熱敏性,對長時間受熱易分解,易聚合以及易結(jié)垢的溶液蒸發(fā)時,應(yīng)采用滯料量少、停留時間短的蒸發(fā)器。
    (3)易發(fā)泡的溶液。易發(fā)泡溶液在蒸發(fā)時會生成大量層疊且不易破碎的泡沫,會充滿整個分離室,隨二次蒸汽排出,這樣不但損失物料,而且污染冷凝器。蒸發(fā)這類溶液宜采用外熱式蒸發(fā)器、強(qiáng)制循環(huán)式蒸發(fā)器或者升膜式蒸發(fā)器。
    (4)易結(jié)垢的溶液。蒸發(fā)器使用過程中,傳熱表面總會有污垢生成。垢層的導(dǎo)熱系數(shù)小,因此對易結(jié)垢的溶液,應(yīng)考慮選擇便于清洗和溶液循環(huán)速度大的蒸發(fā)器。蒸發(fā)過程中是否有可能有晶體析出或者結(jié)垢現(xiàn)象出現(xiàn)。例如:在高鹽廢水蒸發(fā)過程中,由于有鹽結(jié)晶的情況,在選擇使用膜式蒸發(fā)器時需要慎重選擇,一般蒸發(fā)器廠家會建議使用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。
    (5)溶液的處理量。一般要根據(jù)溶液的處理量去選擇蒸發(fā)器的操作模式,大多數(shù)會選擇多效蒸發(fā)操作。
    (6)物料的腐蝕性決定了蒸發(fā)器材質(zhì)的選型,如果物料有腐蝕性,加熱管應(yīng)采用特殊材質(zhì)制成。
    (7)蒸發(fā)器的傳熱效果選擇,使用板式蒸發(fā)器、管式蒸發(fā)器。
    (8)維修、制造及成本等方面。根據(jù)廠家的場地情況,費(fèi)用情況,選擇結(jié)構(gòu)簡單、造價經(jīng)濟(jì),便于維修,性能穩(wěn)定的蒸發(fā)器型號。
 

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