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多效蒸發(fā)
一、概述及原理:
在污水治理中用多效蒸發(fā)器為預(yù)處理工藝,處理高濃度有機(jī)廢水,回收廢水中的有機(jī)物作為飼料,蒸發(fā)冷凝液與其它中低濃度廢水混合經(jīng)后續(xù)工藝處理后達(dá)標(biāo)排放,不僅能夠提高工業(yè)生產(chǎn)線的總體經(jīng)濟(jì)效益,而且還實(shí)現(xiàn)了廢水治理中“變廢為寶”。取得了顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。蒸發(fā)是采用加熱的方法,使含有不揮發(fā)性雜質(zhì)(如鹽類)的溶液沸騰,除去其中被汽化單位部分雜質(zhì),使溶液得以濃縮的單元操作過程。多效蒸發(fā)就是將一個(gè)蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的蒸汽引入下一蒸發(fā)器,利用其凝結(jié)放出的熱加熱蒸發(fā)器中的水,兩個(gè)或多于兩個(gè)串聯(lián)以充分利用熱能的蒸發(fā)系統(tǒng)。
多效蒸發(fā)器工藝
在工業(yè)生產(chǎn)中,蒸發(fā)大量的水分必然需要消耗大量的加熱蒸汽,在四效蒸發(fā)中將前一效的二次蒸汽作為后一效的加熱蒸汽,這樣僅第一效需要消耗生蒸汽,四效蒸發(fā)時(shí)要求后一效的操作壓強(qiáng)和溶液的沸點(diǎn)均較前一效的低,因此引入前一效的二次蒸汽可作為加熱介質(zhì),即后一效的加熱室成為前一效二次蒸汽的冷凝器,這就是四效蒸發(fā)的操作原理,它可以提高蒸汽的利用率。
二、工藝分類:
依據(jù)二次蒸汽和溶液的流向,四效蒸發(fā)的流程可分為以下幾種:
1、順流式(并流式)溶液和二次蒸汽同向依次通過各效。由于前效壓力高于后效,料液可借壓差流動。但末效溶液濃度高而溫度低,溶液黏度大,因此傳熱效率低。它主要用于來料溫度較高,并且蒸發(fā)濃縮后的物料仍然便于輸送的情況下,作為多效蒸發(fā)第一效溫度均較高,來料溫度低,必須經(jīng)過預(yù)熱。再經(jīng)第一效加熱,水才能變成蒸汽被第二效利用,來料溫度低,預(yù)熱要消耗較多能源。優(yōu)點(diǎn):(1)由于前效的壓強(qiáng)較后效高,料液可借此壓強(qiáng)差自動地流向后一效而無需泵送。(2)溶液由前一效流入后一效處于過熱狀態(tài)會放出溶液的過熱量形成蒸發(fā),可產(chǎn)生更多的二次蒸汽,因此第三效的蒸發(fā)量最大。缺點(diǎn):后效溶液濃度較前效大,而沸點(diǎn)又較低,故黏度相對較大,使后效的傳熱系數(shù)較前效小,在后兩效中尤為嚴(yán)重。
蒸發(fā)器
2、逆流式被蒸發(fā)的物料與蒸汽的流動方向相反,即加熱蒸汽從第一效通入,二次蒸汽順序至末效,而被蒸發(fā)的物料從末效進(jìn)入,依次用泵送入前一枚,最終的濃縮液從第一效排出。逆流法主要用于來料溫度較低,要求出料溫度較高的情況下。來料無需預(yù)熱或少許預(yù)熱即可蒸發(fā),當(dāng)然可以節(jié)約蒸汽用量,但物料需要泵來輸送,用電量要增加一些。優(yōu)點(diǎn):隨著溶液濃度的逐漸提高,溶液的溫度也不斷提高。故各效溶液濃度比較接近,傳熱系數(shù)也大致相同。缺點(diǎn):(1)由于前效壓強(qiáng)較后效高,料液從后效往前效要用泵輸送。(2)能量消耗較大,適用于黏度隨溫度和濃度變化比較大的溶液,但不適用于熱敏性物料的蒸發(fā)。
3、平流式是把原料液向每效加入,而濃縮液自每效放出的方式進(jìn)行操作,溶液在各效的濃度均相同,而加熱蒸汽的流向仍由第一效順序至末效。二次蒸汽多次利用,對易結(jié)晶的物料較合適(因?yàn)榻Y(jié)晶體不便在效與效之間輸送)。被蒸發(fā)的物料與蒸汽的流動方向有的效果相同,有的效果相反。
4、混流式蒸汽流程由第1效至第2效……第N效,料液流程一般為第M效……第N效至第1效。從第N效出來的半濃料液經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱到一定溫度,用泵送入第1效,借助壓差進(jìn)入第2效,依此類推,從第M—1效出來的料液達(dá)到最終濃度。