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MVR蒸发工艺及在蒸发结晶中的应用

发布日期:2018/6/8 10:34:19 点击:

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降膜蒸发工艺简介

蒸发(或蒸馏法)虽然是一种古老的方法,但由于技术不断地改进与发展,该法至今仍是浓缩或制淡水的主要方法。

蒸馏过程的实质就是水蒸气的形成过程,其原理如同海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,而雨是不带咸味的。

根据所用能源、设备、流程不同主要可分多效蒸发、多级闪急蒸发、蒸汽压缩蒸发(MVR)等。

1.多效蒸发技术

(1)原理:

多效蒸发是由单效蒸发组成的系统。将前一蒸发器产生的二次蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽,并在下一效蒸发器中冷凝成蒸馏水,如此依次进行。

原料水进入系统方式:有逆流、平流(分别进入各效)、并流(从第1效进入)和逆流预热并流进料等。

(2)优点(多级闪蒸比较)

多效蒸发的换热过程是沸腾和冷凝传热,是相变传热,因此传热系数是很高。总的来说多效蒸发所用的传热面积比多级闪蒸少。

多效蒸发通常是一次通过式的蒸发,不像多级闪蒸那样大量的液体在设备内循环,因此动力消耗较少;

多效蒸发的浓缩比高;

多效蒸发的弹性大。

(3)多效蒸发的工艺流程分类

多效蒸发的工艺流程主要有三种,顺流、逆流和平流。

a.顺流:

是指料液和加热蒸汽都是按第一效到第二效的次序前进。

特点:

多效的真空度依次增大,即绝对压力依次降低;

故料液在各效之间的输送不必用泵,而是靠压差自然流动到后面各效;

温度也是依次降低,故料液从前一效通往后一效时就有过热现象,也就是发生闪蒸,产生一些蒸汽,即淡水;

对浓度大,黏度也大的物料而言,后几效的传热系数就比较低;而且由于浓度大,沸点就高,各效不容易维持较大的温度差,不利于传热。

b.平流

平流是指各效都单独平行加料,不过加热蒸汽除第一效外,其余各效皆用的是二次蒸汽。

适用于:容易结晶的物料,如制盐,一经加热蒸发,很快达到过饱和状态,结晶析出。

水处理过程中主要是要获取淡水,不需用逆流和平流,而且逆流和平流没有顺流的热效率高。

c.逆流:

逆流是指进料流动的路线和加热蒸汽的流向相反。原料从真空度最高的末一效进入系统,逐步向前面各效流动,浓度越来越高,所以料液往前面一效送入时,不仅没有闪蒸,而且要经过一段预热过程,才能达到沸腾。

可见和顺流的优缺点恰好相反。对于浓度高时黏度大的物料用逆流比较合适,因为最后的一次蒸发是在温度最高的第一效。所以虽然浓度大,黏度还是可以降低一些,可以维持比较高的传热系数。这在化工生产上采用较多。

2.多效蒸发工艺及设备简介

根据单效蒸发器的分析,蒸发量D/加热蒸汽量D0=0.91,或者D0/D=1.1,即1kg蒸汽可以蒸出0.91kg的淡水。

如果将蒸出的二次蒸汽通往第二个蒸发器的加热室去作为加热用,那么同样1kg的二次蒸汽又可以蒸出0.91kg的淡水。

以此类推,效数越多,利用1kg加热蒸汽可以蒸发出的淡水也越多,这从热量的利用上来讲是有利的。实际上,由于溶液有沸点升高现象,管线有流动阻力损失,使温差有损失,再加上效数多了,即使保温很好,散热面积大了,热损失也增多,所以当效数增多时,热量利用的效率也随之有所降低。

考虑到效数增加则设备的投资增大,故实际采用效数应该有一最佳点。