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多效蒸发器经典问题_疑难解答_技术干货【建议收藏】

日期: 2019-11-04 作者: 环诺

在大规模工业生产中,往往需蒸发大量水分,这就需要消耗大量能源加热水产生蒸汽。为了减少加热蒸汽的消耗,可采用多效蒸发。然而在实际应用中,多效蒸发的操作和设计都会遇到各种各样的实际情况。

 

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最高,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。


关于物料
在使用多效并流蒸发器浓缩物料时,应如何控制进料?一效物料进入二效蒸发器时,应如何调节流量?在设计多效蒸发器浓缩物料时,应注意哪些问题?


不管几效蒸发器,浓缩物料是根本目的。一般蒸后物料有一个浓度要求,最后效出料有一个密度计,可控制物料浓度,密度计与直流、回流阀连锁,当物料达到设定要求,出料泵直流,否则回流。根据视镜液位的高低来调节进料量,在自动化程度较低的情况下可采用。蒸发系统是一套密闭系统,只要在最后效安装液位计与出料管上的调节阀连锁控制,无需这样麻烦,一效到二效不需控制流量。多效蒸发关键是每一效的热量应相互平衡,如第一效产生的二次蒸汽用于二效的加热,产生的蒸汽应刚好被二效用完,用不完则一效的压力要升高,不够用的话则二效的蒸发强度达不到要求。

蒸汽压力稳定,经常观察;真空度和温度符合要求,特别是负压运行状况下,发现波动,立马查找原因:调节出料阀门,使出料比重符合要求,定时测量,设备不稳定时多测;正常情况下,应该不会有太大变化;调节进料阀门,使液位稳定在视镜中间位置;真空泵,循环泵,冷凝水泵运行正常;如果温度一直上升,先看真空是否跳闸,再看冷凝水是否未排出,没问题,看蒸汽压力是不是突然上升,还不是就可能漏了,停车保压,确定问题;发现温度急速上升,马上关闭蒸汽阀门,看真空泵是否跳闸,如果跳,关闭真空泵进气阀门。没跳,查看各个状态,待温度回落后,再开。


压力设计
多效蒸发系统,常见的有二效蒸发,三效蒸发等,各效蒸发器存在一定的压力降,在设计计算的时候,是已知加热蒸汽的压力,以及末效蒸发器内的压力,然后假设各效蒸发器压强降相等,计算出各效蒸发器内压力情况,但实际生产过程中,各效蒸发器内的压力并非与设计压力相等,大家说说你所接触到的蒸发系统压力分布是怎样的?


其实设计的压力和实际上肯定是有一定的误差的,一般考虑沸点升高各种损失,面积定了,末效真空,加热蒸汽就定了,应该以实际的压力为准的,大体上蒸发量差不多,设计的考虑一定的余量的。以介质在一定浓度的饱和蒸汽压相对应的温度为基准。根据进料量不同,先算各级蒸发器物料平衡,再由物料平衡导出热平衡。理论计算后,存在沸点生高现象,然后重新分配压力差进行矫正,这样的话基本理论和实际就吻合了。


关于流速
求助高手多效蒸发器设计时,分离器中二次汽的流速选多大合理?


参照设计相关规范,分离室中的二次汽一般为1~7米/秒,一般一效、二效在1~2m,末效在5~7m,20~35m指的是在二次汽蒸气管道中的流速取值。双效蒸发顺流流程:进料量2100 KG/小时,含固量100克/升,30℃。出料含固量370克/升,热源:0.6Mpa饱和水蒸汽,设传热系数K=500w/m2.℃。末效真空蒸发,真空度-680mmHg。计算各效面积,画出工艺流程图。进料量2100,进料含固10%,出料含固37%,算出应该的蒸发量=进料量X(1-进料浓度/出料浓度)算出蒸发量得公斤每1532.432小时。

第一:计算各效的浓度。由于是顺流双效,设备并无热泵系统,无额外引出蒸汽,设蒸发量W1:W2=1:1.1计算出假设的蒸发量W1=729.7297,W2=1532.432-729.7297=802.7027,所以各效的浓度是一效15.32544%,二效37%。第二:溶液沸点的确定。加热蒸汽是0.6,真空是-90.4,设两效压强降相等求出总压强,然后算出各效的压强,然后查焓伤表,二次气的物理性质,汽化潜热,和温度就都有了,计算总的温度差损失。分三块,1,沸点升高,杜林规则,要不就去查物性手册,工程的话一般要做试验的,因为这个很重要;2,静夜注沸点升高;3,阻力和管路损失,经验估算几度吧。第三:加热蒸汽消耗量。热量焓横算,列三个公式,两效的蒸发量和蒸汽消耗计算完毕,并比较下和设的蒸发量的出入。第四:蒸发面积。计算两个面积相差很大时,重新分配温度差,重新算,到面积基本上一致为止,导致现在的蒸发都是严重的加热室一样。




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