产品别名 |
多效蒸发器 |
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三效蒸发器是一种提取浓缩设备,广泛适用于制药、化工、食品、轻工等液体物料的蒸发浓缩工艺过程。物理受热时间短、蒸发速度快、浓缩比重大,有效保持物料原效、节能效果显著是其一大特点。
目前,三效蒸发器的主要工作是处理工艺生产过程中的高含盐废水,适宜处理的废水含量为3.5%~25%。笔者了解到,三效蒸发器主要由相互串联的三组蒸发器、冷凝器、盐分离器和辅助设备等组成。
针对高盐废水的处理情况,有表示,高含盐废水会进入一效强制循环结晶蒸发器,结晶蒸发器配有循环泵,将废水打入蒸发换热室,在蒸发换热室内,外接蒸汽液化产生汽化潜热,对废水进行加热。而由于蒸发换热室内压力较大,废水在蒸发换热室中在正常液体沸点压力下加热至过热。
加热后的液体进入结晶蒸发室后,废水的压力迅速下降导致部分废水闪蒸,或迅速沸腾。废水蒸发后的蒸汽进入二效强制循环蒸发器作为动力蒸汽对二效蒸发器进行加热,未蒸发废水和盐分暂存在结晶蒸发室。
二手蒸发器出现真空太低的原因主要有,,将各部分的设备浓缩到空气中。空气的渗透增加了真空设备的额外负担,甚至会导致设备故障;第二,冷却水不足。除了泵设备的原因外,缺少冷却水主要是由于管道堵塞,造成阀门损坏。冷却水的量不足以使二次蒸汽不能及时冷凝,严重影响真空设备的运转。
将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾,使其中的挥发性溶剂部分汽化从而将溶液浓缩的过程称为蒸发。蒸发操作广泛应用于化工、轻工、制药、食品等许多工业中。
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。
常压蒸发、加压蒸发和减压蒸发
按蒸发操作压力的不同,可将蒸发过程分为常压、加压和减压(真空)蒸发。对于大多数无特殊要求的溶液,采用常压、加压或减压操作均可。但对于热敏性料液,例如抗生素溶液、果汁等的蒸发,为了产品质量,需要在减压条件下进行。减压蒸发的优点是:
①溶液沸点降低,在加热蒸汽温度一定的条件下,蒸发器传热的平均温度差增大,于是传热面积减小;
②由于溶液沸点降低,可以利用低压蒸汽或废热蒸汽作为加热蒸汽;
③溶液沸点低,可防止热敏性物料的变性或分解;
④由于温度低,系统的热损失小。但另一方面,由于沸点降低,溶液的粘度大,使蒸发的传热系数减小,同时,减压蒸发时,造成真空需要增加设备和动力。
间歇蒸发与连续蒸发
根据蒸发的过程模式,可将其分为间歇蒸发和连续蒸发。间歇蒸发系指分批进料或出料的蒸发操作。间歇操作的特点是:在整个过程中,蒸发器内溶液的浓度和沸点随时间改变,故间歇蒸发为非稳态操作。通常间歇蒸发适合于小规模多品种的场合,而连续蒸发适合于大规模的生产过程。
前已述及,蒸发操作是从溶液中分离出部分溶剂,而溶液中所含溶质的数量不变,因此蒸发是一个热量传递过程,其传热速率是蒸发过程的控制因素。蒸发所用的设备属于热交换设备。
蒸发过程又具有其自身的特点,主要表现在:
被蒸发的料液是含有非挥发性溶质的溶液,由拉乌尔定律可知,在相同的温度下,溶液的蒸汽压低于纯溶剂的蒸气压。换言之,在相同压力下,溶液的沸点纯溶剂的沸点。因此,当加热蒸汽温度一定,蒸发溶液时的传热温度差要小于蒸发溶剂时的温度差。溶液的浓度越高,这种影响也越显著。在进行蒸发设备的计算时,考虑溶液沸点上升的这种影响。
在实际生产中,除上述循环型和单程型两大类间壁式传热的蒸发器外,有时还应用直接接触传热的蒸发器。它是将燃料(通常是煤气或重油)与空气混合后燃烧产生的高温烟气直接喷入被蒸发的溶液中,高温烟气与溶液直接接触,使得溶液迅速沸腾汽化。蒸发出的水分与烟气一起由蒸发器的顶部直接排出。
通常这种蒸发器的燃烧室在溶液中的深度为200~600mm,燃烧室内高温烟气的温度可达1000℃以上,但由于气液直接接触时传热速率快,气体离开液面时只比溶液温度高出2~4℃。燃烧室的喷嘴因在高温下使用,较易损坏,故应选用耐高温和耐腐蚀的材料制作,结构上应考虑便于更换。
浸没燃烧蒸发器的特点是结构简单,传热。该蒸发器特别适用于处理易结晶、结垢或有腐蚀性的物料的蒸发。目前在废酸处理和硫酸铵盐溶液的蒸发中,已广泛采用此种蒸发器。但它不适用于不可被烟气污染物料的处理,而且它的二次蒸汽也很难利用。
降膜式蒸发器与升膜蒸发器的区别在于原料液由加热管的顶部加入。溶液在自身重力作用下沿管内壁呈膜状下流,并被蒸发浓缩,汽液混合物由加热管底部进入分离室,经气液分离后,完成液由分离器的底部排出。
为使溶液能在壁上均匀成膜,在每根加热管的顶部均需设置液体布膜器。布膜器的型式有多种,下图所示为较常用的三种。a采用一螺旋型沟槽的圆柱体作为导流管,液体沿沟槽旋转下流分布在整个管内壁上;图片b的导流管下部为圆锥体,锥体底面向下内凹,以免沿锥体斜面流下的液体再向中央聚集;图片c中,液体是通过齿缝沿加热管内壁成膜状下降。
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