薄膜式:分散成薄膜状,蒸发面大,蒸发快。它分为升膜式、降膜式、升降膜式、片式、刮板式和离心式薄膜蒸发器。
带有MVR强制循环结晶器简称MVR—FC,结晶室有锥形底,晶浆从锥形底排出后,经循环管,靠循环泵送入换热器,被加热后,重又进入结晶室,如此循环往复,实现连续结晶过程。晶浆排出口位于接近结晶室锥底处,而进料口则在排料口之下的脚底位置上。由结晶分离出来的二次蒸汽经过压缩机升温后输送到蒸发器的加热室中作为加热蒸汽使用。这种结晶器可通过用于蒸发法、间壁冷却或者真冷却法结晶。产品的粒度约在0.1~0.84mm的范围。这种结晶器已被用于、尿素、柠檬酸等产品。
蒸发可以在常压、加压或减压下进行。减压下的蒸发称为真空蒸发,溶液在低于常压的条件下其沸点下降,因此可以提高有效的传热温差。
多效蒸发是把前效产生的二次蒸汽用作后效的加热蒸汽,使热量得到多次利用,可以比单效蒸发少用很多蒸汽。
工业生产中常遇到要求处理大量料液,并汽化大量水分,为了节约加热生蒸汽,可采用多效蒸发,多效蒸发是将多台蒸发器首尾相连,串联操作的系统,后一效的操作压力和溶液沸点均较前一效低,仅在操作压力高的效加入新鲜的加热蒸汽,所产生的二次蒸汽通入后一效的加热室作为后一效的加热蒸汽,也就是说后一效的加热室成为前一效二次蒸汽的冷凝器,末效往往是在真空下操作的,只有末效的二次蒸汽才用冷却介质冷凝,因此多效蒸发不但明显地减少加热蒸汽的耗量,同时也明显地减少冷却水的耗量。
机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发器,其原理是利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽,把电能转换成热能,提高二次蒸汽的焓,被提高热能的二次蒸汽打入蒸发室进行加热,以达到循环利用二次蒸汽已有的热能,从而可以不需要外部鲜蒸汽,通过蒸发器自循环来实现蒸发浓缩的目的。
通过PLC、工业计算机(FA)、组态等形式来控制系统温度、压力、电机转速,保持系统蒸发平衡。从理论上来看,使用MVR蒸发器比传蒸发器节省80%以上的能源,节省90%以上的冷凝水,减少50%以上的占地面积。
MVR其基本原理是:对蒸发过程中产生的废热蒸汽通过逆流洗涤及机械再压缩,提高废热蒸汽的清洁度及热焓,重新利用,达到节能与环保的目的。
MVR压缩机可使用离心式压缩机,或者罗茨式压缩机。这些机器在1:1.2到1:2压缩比范围内其体积流量较高。 蒸发设备紧凑占地面积小所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽,场地不够的现有工厂供水能力不足,特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合,可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。
MVR除开车启动外,整个蒸发过程中无生蒸汽(有些物料来料温度低,预热至沸点需要少量蒸汽)。多效蒸发过程中,蒸发器某一效必须额外给其热源能量,使其温度(压力)提高;蒸汽喷射泵(TVR)只能压缩部分二次蒸汽。而MVR蒸发器则可回收利用蒸发器中所有的二次蒸汽。蒸发一吨水需要耗电为25-70度电,生蒸汽经济性相当于多效蒸发的20-30效,减少了对外部加热及冷却资源的需求,降低能耗,减少污染。
能耗对比:
以蒸发量5t/h,含盐量10%的溶液蒸发进行对比:
消耗 工艺 运行功率 (kW) 蒸汽消耗 (t/h) 运行费用(元/h)备注
单效蒸发
17.6
6.0
912
计电价0.7元/kW▪h
蒸汽150元/t
三效蒸发
17.6
2.0
312
MVR蒸发
210.0
0.05
155
MVR蒸发器适用于牛奶、葡萄糖、有机酸、VC、木糖、制药、化工、生物工程、环保工程、废液回收、造纸、制盐等行业进行低温浓缩。MVR适用于沸点升高不太高,蒸发夹带小的物料。根据处理量或物料特性,选择合适的压缩机形式。一般常用罗茨式或离心式。再次选择合适的蒸发工艺,如单级蒸发或多级蒸发。
降膜蒸发器是一种单程非循环型膜式蒸发设备,具有传热效率高、传热系数大、温差损失小、物料加热时间短、不易变质、易于多效操作、能耗低、设备体积小等特点。
降膜蒸发器是将料液自蒸发器上管箱加入,经液体分布及成膜装置,均匀分配到各个换热管内,在重力和真空诱导和气流共同作用下,液体成均匀膜状自上而下流动,流动过程中,被壳程加热介质加热,液体汽化,产生的蒸汽和液体共同进入蒸发器的分离室,汽液经充分分离,蒸汽进入下一效蒸发器作为加热介质,从而实现多效降膜操作。
降膜蒸发器是一种单程非循环型膜式蒸发设备,多效降膜蒸发器是将料液自降膜蒸发器加热室顶部上管箱进入,经液体分布器、布膜装置,均匀分配到每根换热管内,在换热管内壁呈均匀膜状流下。在膜状流动过程中,被壳程加热介质加热汽化,产生的蒸汽与液相共同进入蒸发器的分离室,在分离室内汽液充分分离,二次蒸汽进入下一效蒸发器壳程作为下一效加热热源(或进入冷凝器进行冷凝),液相则由分离室排出进入下一效直至达到浓度后出料,从而实现多效降膜蒸发操作。
(一)操作简单、方便
1、开车、停车,操作简单快捷。可通过视镜或液位方便地进行蒸发观察,并可方便地进行调节操作。
2、蒸发器内的滞留物料非常小,开车时间短,停车后可迅速将蒸发器内的物料排空。
3、对流量变化适应性很强,多效降膜蒸发器可在很大的流量范围工作。
(二)适宜热敏性物料的蒸发
1、物料只通过换热管一次就可完成加热蒸发要求,物料被加热时间短,降膜蒸发器可保证热敏性物料的优良品质。
2、在真空操作下,蒸发器更能可靠地保证热敏性物料的品质。
(三)适用性强
1、可适用于绝大多数介质的蒸发操作及低粘度介质的结晶操作。
2、通过方便地调整蒸发温度可满足不同介质对蒸发温度的要求。
(四)能耗低、易实现多效操作
降膜蒸发温差损失小,没有液体静压引起的沸点升高,且在小温差下仍能保证较高的传热系数,可在很小温差下也能正常运转,很容易实现多效操作,从而达到降低蒸汽消耗的目的。
传热效率高、传热系数大、温差损失小、物料加热时间短、不易变质、易于多效操作、能耗低、设备体积小等特点。
特别使用于热敏性物料及浓度较低不易结晶物料。
单效降膜蒸发器;
双效降膜蒸发器;
三效降膜蒸发器;
四效降膜蒸发器;
五效降膜蒸发器;
同时可选择带蒸汽喷射热泵、机械热泵(MVR)等;
同时可和其他形式蒸发器组合。
蒸发室:蒸发室是指料液液面上部的圆筒空间。料液经加热后汽化,必须具有一定高度和空间,使汽液进行分离,二次蒸汽上升,溶液经循环管下降,如此保证料液不断循环和浓缩。
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