回收多效蒸发器

时间：2019-01-29

多效蒸发 
多效蒸发是将前效的二次蒸汽作为下一效加热蒸汽的串联蒸发装置称。在多效蒸发中，各效的操作压力、相应的加热蒸汽温度与溶液沸点依次降低。
中文名 多效蒸发 外文名 multiple-effect evaporation 释    义 蒸发操作的一种 特    点 节约加热蒸汽 计算内容 各效蒸发水量、加热蒸汽消耗量等 流    程 并流、逆流、平流流程 缺    点 装置易结垢、腐蚀等问题
目录
1 原理
2 流程
? 并流流程
? 逆流流程
? 平流流程
3 计算
原理
在蒸发生产中，二次蒸气的产量较大，且含大量的潜热，故应将其回收加以利用，若将二次蒸气通入另一蒸发器的加热室，只要后者的操作压强和溶液沸点低于原蒸发器中的操作压强和沸点，则通入的二次蒸气仍能起到加热作用，这种操作方式即为多效蒸发。
多效蒸发中的每一个蒸发器称为一效。凡通入加热蒸汽的蒸发器称为**效，用**效的二次蒸气作为加热剂的蒸发器称为*二效，依此类推。采用多效蒸发器的目的是为了节省加热蒸气的消耗量。理论上，1kg加热蒸气大约可蒸发1kg水。
但由于有热损失，而且分离室中水的汽化潜热要比加热室中的冷凝潜热大，因此，实际上蒸发1kg水所需要的加热蒸气**过1kg。根据经验，蒸气的经济性(U=W/D)，单效为0.91；双效为1.76；三效为2.5：四效为3.33；五效为3.71等。可见随着效数的增加，W/D的增长率逐渐下降。例如，由单效改为双效时，加热蒸汽大约可节省50%；而四效改为五效时，加热蒸汽只节省10%。但是，随着效数的增加，传热的温度差损失增大，使得蒸发器的生产强度大大下降，设备费用成倍增加。当效数增加到一定程度后，由于增加效数而节省的蒸气费用与所增添的设备费相比较，可能会得不偿失。
工业上必须对操作费和设备费作出权衡，以决定较合理的效数。较常用的为2～3效，较多为6效。 
流程
多效蒸发中**效加入加热蒸汽，从**效产生的二次蒸汽作为*二效的加热蒸汽，而*二效的加热室却相当于**效的冷凝器，从*二效产生的二次蒸汽又作为*三效的加热蒸汽，如此串联多个蒸发器，就组成了多效蒸发。由于多效操作中蒸发室的操作压力是逐效降低的，故在生产中的多效蒸发器的末效带与真空装置连接。各效的加热蒸汽温度和溶液的沸点也是依次降低的，而完成液的浓度是逐效增加的。最后一效的二次蒸汽进入冷凝器，用水冷却冷凝成水而移除。
为了合理利用有效温差，行根据处理物料的性质，通常多效蒸发有下列三种操作流程。
并流流程
并流加料三效蒸发流程
右图为为并流加料三效蒸发的流程。溶液和二次蒸汽同向依次通过各效。
这种流程的优点为：料液可藉相邻二效的压力差自动流入后一效，而不需用泵输送，同时，由于**效的沸点比后一效的高，因此当物料进入后一效时，会产生自蒸发，这可多蒸出一部分水汽。这种流程的操作也较简便，易于稳定。但其主要缺点是传热系数会下降，这是因为后序各效的浓度会逐渐增高，但沸点反而逐渐降低，导致溶液黏度逐渐增大。
逆流流程
逆流加料三效蒸发流程
右图为逆流加料三效蒸发流程。溶液与二次蒸汽流动方向相反，需用泵将溶液送至压力较高的**效。
其优点是，各效浓度和温度对溶液的黏度的影响大致相抵消，各效的传热条件大致相同，即传热系数大致相I司。
缺点是：料液输送必须用泵，另外，进料也没有自蒸发。一般这种流群只有在溶液黏度随温度变化较大的场合才‘被采用，
平流流程
图中为平流加料三效蒸发流程，蒸汽的走向与并流相同，但原料液和完成液则分别从各效加入和排出。这种流程适用于处理易结晶物料，例如食盐水溶液等的蒸发。 
计算
多效蒸发需要计算的内容有：各效蒸发水量、加热蒸汽消耗量及传热面积。由于多效蒸发的效数多，计算中未知数量也多，所以计算远较单效蒸发复杂。因此目前已采用电子计算机进行计算。但基本依据和原理仍然是物料衡算、热量衡算及传热速率方程。由于计算中出现未知参数，因此计算时常采用试差法，其步骤如下。
(1)根据物料衡算求出总蒸发量。
(2)根据经验设定各效蒸发量，再估算各效溶液浓度，通常各效蒸发量可按各效蒸发量相等的原则设定，即
并流加料的蒸发过程，由于有自蒸发现象，则可按如下比例设定
若为两效 W1：W2 = 1：1.1
若为三效 W1：W2：W3 = 1：1.1：1.2
根据设定得到各效蒸发量后，即可通过物料衡算求出各完成液的浓度。
(3)设定各效操作压力以求各效溶液的沸点。通常按各效等压降原则设定，即相邻两效间的压差为
式中，p1——加热蒸汽的压强，Pa；
pe——冷凝器中的压强，Pa；
n——效数。
(4)应用热量衡算求出各效的加热蒸汽用量和蒸发水量。
(5)按照各效传热面积相等的原则分配各效的有效温度差，并根据传热效率方程求出各效的传热面积。
(6)校验各效传热而积是否相等，若不等，则还需重新分配各效的有效温度差，重新计算，直到相等或相近时为止。

词条
词条说明
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