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,为了保证产品质量,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。
真空度过高或过低的原因
多效蒸发器在运行过程中,常会出现真空度过高或过低的情况,影响设备的生产能力。对此,业内作了简要原因分析。
真空度过低的原因一般有四种情况。其一,将各部分的设备浓缩到空气中,空气增加了真空设备的额外负担;其二,冷却水不足,不能使二次蒸汽不能及时冷凝,严重影响真空设备的运转;其三,冷却水温度过高,集中加热产生的大量二次蒸汽不能及时冷凝,浓缩设备,真空度将变低;其四,使用蒸汽压力过高,大量二次蒸汽生产增加了冷却设备的负荷,使真空逐渐减少,增加了材料的蒸发温度,同时影响产品质量和设备生产能力。
真空度过高时,一般有四种情况。其一,浓缩设备冷却水入口温度过低,设备真空度过高,由于二次蒸汽的蒸发潜热随着真空度的增加而增加,相应地增加蒸汽消耗;其二,由于低压或蒸汽流速,蒸发速率大大变低;其三,由于堵塞水分离器引起冷凝水排放不好,使加热器水严重;其四,如果加热蒸汽的质量差,或者冷蒸汽管的绝缘性差,而且加热器的水严重,使传热困难,使真空度过高;其五,加热器表面的严重焦化减少了加热面的传热系数,蒸发速度慢,锅的真空度**过标准。
关于材质
多效蒸发器用来处理含氯化钠12%的废水,pH为1左右,请问采用何种材质的比较好,如果调pH的话,调到多少比较合适,需要采用的材质有哪些?如果采用多效蒸发的话,一般进蒸发器的料液温度控制在多少比较经济?
氯化钠在浓缩过程中容易结晶,因此在选用带强制循环方式外循环蒸发器。由于蒸发浓缩处理的溶液中氯离子含量较高,且为酸性,因此加热器选用双相不锈钢材料才能满足生产要求。但为了降低成套设备的造价,可选用部份石墨材料和316L材料的设备。
在多效蒸发器系统,设置有预热器,利用一效或三效蒸发的热对进料进行预热,可以不限进行预热
具体设备选型及材质如下:
1、一效加热器由于蒸发温度较高,选用石墨加热器。二效和三效加热器采用列管式加热器,二、三效加热器管程及管板材质采用选用双相不锈钢,壳程材质304/8mm的不锈钢材料。
2、蒸发器:蒸发器采用316L不锈钢材料。设有人孔、视孔、温度计、真空表等装置。
3、预热器:预热器为列管式加热,管程及管板材质为双相不锈钢材料,壳程材质:304/6mm的不锈钢材料。
4、进料泵:采用材质为氟塑料的泵为进料泵。
5、循环泵、循环出料泵:循环泵、循环出料泵,要求密封良好,耐温,保证在负压状态下,能使高浓度物料或结晶物料连续出料工作,材质为氟塑料。
6、冷凝器:采用321不锈钢材料。
7、液封槽:采用碳钢材料。
8、真空机组:采用的水喷射真空机组,加变频控制。
9、冷却结晶器:把出料温度降低,同时更多地结晶,材料选用氟塑料。
10、工艺配件:工艺管道采用316L/氟塑料不锈材质。
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。