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      MVR蒸發工藝及在蒸發結晶中的應用

      發布日期:2018-06-08 10:34:19 點擊:

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      降膜蒸發工藝簡介

      蒸發(或蒸餾法)雖然是一種古老的方法,但由于技術不斷地改進與發展,該法至今仍是濃縮或制淡水的主要方法。

      蒸餾過程的實質就是水蒸氣的形成過程,其原理如同海水受熱蒸發形成云,云在一定條件下遇冷形成雨,而雨是不帶咸味的。

      根據所用能源、設備、流程不同主要可分多效蒸發、多級閃急蒸發、蒸汽壓縮蒸發(MVR)等。

      1.多效蒸發技術

      (1)原理:

      多效蒸發是由單效蒸發組成的系統。將前一蒸發器產生的二次蒸汽引入下一蒸發器作為加熱蒸汽,并在下一效蒸發器中冷凝成蒸餾水,如此依次進行。

      原料水進入系統方式:有逆流、平流(分別進入各效)、并流(從第1效進入)和逆流預熱并流進料等。

      (2)優點(多級閃蒸比較)

      多效蒸發的換熱過程是沸騰和冷凝傳熱,是相變傳熱,因此傳熱系數是很高??偟膩碚f多效蒸發所用的傳熱面積比多級閃蒸少。

      多效蒸發通常是一次通過式的蒸發,不像多級閃蒸那樣大量的液體在設備內循環,因此動力消耗較少;

      多效蒸發的濃縮比高;

      多效蒸發的彈性大。

      (3)多效蒸發的工藝流程分類

      多效蒸發的工藝流程主要有三種,順流、逆流和平流。

      a.順流:

      是指料液和加熱蒸汽都是按第一效到第二效的次序前進。

      特點:

      多效的真空度依次增大,即絕對壓力依次降低;

      故料液在各效之間的輸送不必用泵,而是靠壓差自然流動到后面各效;

      溫度也是依次降低,故料液從前一效通往后一效時就有過熱現象,也就是發生閃蒸,產生一些蒸汽,即淡水;

      對濃度大,黏度也大的物料而言,后幾效的傳熱系數就比較低;而且由于濃度大,沸點就高,各效不容易維持較大的溫度差,不利于傳熱。

      b.平流

      平流是指各效都單獨平行加料,不過加熱蒸汽除第一效外,其余各效皆用的是二次蒸汽。

      適用于:容易結晶的物料,如制鹽,一經加熱蒸發,很快達到過飽和狀態,結晶析出。

      水處理過程中主要是要獲取淡水,不需用逆流和平流,而且逆流和平流沒有順流的熱效率高。

      c.逆流:

      逆流是指進料流動的路線和加熱蒸汽的流向相反。原料從真空度最高的末一效進入系統,逐步向前面各效流動,濃度越來越高,所以料液往前面一效送入時,不僅沒有閃蒸,而且要經過一段預熱過程,才能達到沸騰。

      可見和順流的優缺點恰好相反。對于濃度高時黏度大的物料用逆流比較合適,因為最后的一次蒸發是在溫度最高的第一效。所以雖然濃度大,黏度還是可以降低一些,可以維持比較高的傳熱系數。這在化工生產上采用較多。

      2.多效蒸發工藝及設備簡介

      根據單效蒸發器的分析,蒸發量D/加熱蒸汽量D0=0.91,或者D0/D=1.1,即1kg蒸汽可以蒸出0.91kg的淡水。

      如果將蒸出的二次蒸汽通往第二個蒸發器的加熱室去作為加熱用,那么同樣1kg的二次蒸汽又可以蒸出0.91kg的淡水。

      以此類推,效數越多,利用1kg加熱蒸汽可以蒸發出的淡水也越多,這從熱量的利用上來講是有利的。實際上,由于溶液有沸點升高現象,管線有流動阻力損失,使溫差有損失,再加上效數多了,即使保溫很好,散熱面積大了,熱損失也增多,所以當效數增多時,熱量利用的效率也隨之有所降低。

      考慮到效數增加則設備的投資增大,故實際采用效數應該有一最佳點。


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