多效蒸发器的原理
在蒸发生产中,二次蒸汽产量大,含有大量潜热,因此应循环使用。如果二次蒸汽进入另一个蒸发器的加热室,只要后者操作压力和溶液沸点低于原始蒸发器中的操作压力和沸点,并且通过的二次蒸汽仍然可以被加热。该操作模式是多效蒸发。
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第二效,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超过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,以决定的效数。的为2~3效,最多为6效。
蒸发器分类
1.根据蒸发方法:
自然蒸发:即溶液在低于沸点的温度下蒸发,例如海盐。在这种情况下,由于溶剂仅在溶液表面上蒸发,因此溶剂的蒸发速率低。
沸腾蒸发:将溶液加热至沸点并在沸腾条件下蒸发。工业蒸发操作基本上是这样的。
2.根据加热方式:
直接热源加热是蒸发过程,其中燃料与空气混合以产生高温火焰和烟道气,其通过喷嘴直接注入蒸发的溶液中以加热溶液并蒸发溶剂。间接热源加热将容器壁通入蒸发的溶液中。即,在隔壁式热交换器中进行传热处理。
3.根据操作压力点:
它可分为大气压,加压和减压(真空)蒸发操作。显然,热敏性材料如抗生素溶液,果汁等应在减压下进行。高粘度材料应采用加压高温热源(如传热油,熔盐等)加热。
4.效果数量:
可分为单效和多效蒸发。如果不直接利用蒸发产生的二次蒸汽,则称为单效蒸发。如果二次蒸汽用作下一个加热蒸汽并且多个蒸发器串联连接,则蒸发过程是多效蒸发。
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