蒸发结晶技术在工业生产中的应用越来越广泛,而蒸发器也是大家研究或使用非常关键的一环。今天带大家认识一下他们的选型:
1、蒸发器改进与发展
近年来,国内外对于蒸发器的研究十分活跃,归结起来主要有以下几个方面:
(1)开发新型蒸发器
在这方面主要是通过改进加热管的表面形状来提高传热效果,例如新近发展起来的板式蒸发器,不但具有体积小、传热效率高、溶液滞留时间短等优点,而且其加热面积可根据需要而增减,拆卸和清洗方便。又如,在石油化工、天然气液化中使用的表面多孔加热管,可使沸腾溶液侧的传热系数提高10~20倍。海水淡化中使用的双面纵槽加热管,也可显著提高传热效果。
(2)改善蒸发器内液体的流动状况
在蒸发器内装入多种形式的湍流构件,可提高沸腾液体侧的传热系数。例如将铜质填料装入自然循环型蒸发器后,可使沸腾液体侧的传热系数提高50%。这是由于构件或填料能造成液体的湍动,同时其本身亦为热导体,可将热量由加热管传向溶液内部,增加了蒸发器的传热面积。
(3)改进溶液的性
近年来亦有通过改进溶液性质来改善传热效果的研究报道。例如有研究表明,加入适当的表面活性剂,可使总传热系数提高1倍以上。加入适当阻垢剂减少蒸发过程中的结垢亦为提高传热效率的途径之一。
2、蒸发器性能的比较与选型
如前所述,蒸发器的结构型式很多,在选择蒸发器的型式或设计蒸发器时,在满足生产任务要求、保证产品质量的前提下,还要兼顾所用蒸发器的结构简单、易于制造,操作和维修方便,传热效果好等等。除此而外,还要对被蒸发物料的工艺特性有良好的适应性,包括物料的粘性、热敏性、腐蚀性以及是否结晶或结垢等因素。
不同类型的蒸发器,各有其特点,它们对不同物料的适应性也不相同。
对于单效蒸发,通常给定的生产任务和操作条件是:进料量、温度和浓度,完成液的浓度,加热蒸汽的压力和冷凝器的操作压力,要求确定:
(1)水的蒸发量或完成液的量;
(2)加热蒸汽的消耗量;
(3)蒸发器的传热面积。
蒸发过程的基本控制方程是质量守恒方程、能量守恒方程以及传热速率方程。因此,上述问题,可分别由物料衡算、热量衡算和传热速率方程求出。
蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件,也是一种间壁式热交换设备。低温的冷凝“液”体通过蒸发器,与外界的空气进行热交换,“气”化吸热,达到制冷的效果。接下来小编就和大家一起来探讨下蒸发器的产品特点以及其主要的分类有哪些?
产品特点:
1、蒸发器内径为φ200mm、高度约为100mm的金属圆盆。
2、蒸发器为金属圆形结构、内壁应圆滑,蒸发器刃口不得有毛刺或碰伤等缺陷。
3、所有与水接触的部位应光滑,其相互配合或连接部焊缝应严密、牢固、不得有渗漏水现象。
4、蒸发器各零、部件的装配应正确,不得有松脱、变形及其它影响使用的缺陷。
5、蒸发器各零、部件所敷保护层应牢固、均匀、光洁,不得有脱层、锈蚀等缺陷。
6、蒸发器与安装框架应安装方便,并能使蒸发器在正常使用中不会因风力影响而脱开。
7、附件:带刻度量杯一只、储水器一个、安装框架一个、金属丝网罩一个。
主要分类:
1.按蒸发方式分:
自然蒸发:即溶液在低于沸点温度下蒸发,如海水晒盐,这种情况下,因溶剂仅在溶液表面汽化,溶剂汽化速率低。
沸腾蒸发:将溶液加热至沸点,使之在沸腾状态下蒸发。工业上的蒸发操作基本上皆是此类。
2.按加热方式分:
直接热源加热它是将燃料与空气混合,使其燃烧产生的高温火焰和烟气经喷嘴直接喷入被蒸发的溶液中来加热溶液、使溶剂汽化的蒸发过程。
间接热源加热容器间壁传给被蒸发的溶液。即在间壁式换热器中进行的传热过程。
3.按操作压力分:
可分为常压、加压和减压(真空)蒸发操作。很显然,对于热敏性物料,如抗生素溶液、果汁等应在减压下进行。而高粘度物料就应采用加压高温热源加热(如导热油、熔盐等)进行蒸发
4.按效数分:
可分为单效与多效蒸发。若蒸发产生的二次蒸汽直接冷凝不再利用,称为单效蒸发。若将二次蒸汽作为下一效加热蒸汽,并将多个蒸发器串联,此蒸发过程即为多效蒸发
由于操作条件、使用方法等因素的变化,常导致设备不能正常运行,甚至使浓缩过程中断。因此,了解设备的正常操作条件和使用方法对设备操作、维修人员来说是必不可少的。下面小编就为您介绍一下蒸发器操作过程中的几大故障:
1、真空度过低
真空度过低使浓缩液的沸点和二次蒸汽的温度随之升高,从而降低了加热蒸汽与浓缩液之间的有效温度差,既减少了传热量,减缓了蒸汽蒸发速度,又使料液加热温度升高,影响了有效成分的保存。真空度过低,除影响浓缩质量外,还降低了设备的生产能力。
造成真空度过低的原因如下:
浓缩设备各部件泄露渗入空气。空气的渗入使真空设备增加了额外负担,严重时甚至导致无法抽空。
冷却水量不足。除了水泵设备方面的原因,冷却水量不足主要是由于管道堵塞、阀门损坏造成。冷却水量不足使二次蒸汽不能及时得到冷凝,严重影响真空设备操作。
冷却水温过高。冷却水的进水温度过高,浓缩加热产生的大量二次蒸汽不能及时得到冷凝,浓缩设备的真空便迅速降低。
使用蒸汽压力过高。加热蒸汽压力过高使浓缩设备蒸发速率迅速升高,大量二次蒸汽的产生加重了冷却设备的负荷,使真空度逐步降低。真空度的降低又提高了物料的蒸发温度,除了影响产品质量,最终又降低了设备的生产能力。
2、真空度过高
造成真空度过高的原因:
浓缩设备冷却水的进水温度过低,使设备的真空度过高。虽然高真空增加了加热蒸汽与物料沸点之间的有效温度差,有利提高传热量、加快蒸发速率,但是由于二次蒸汽的汽化潜热是随着真空度的升高而增大,相应的增加了蒸汽的消耗。
由于加热蒸汽使用压力过低或者蒸汽流量不足,使蒸发速率大大降低。
在使用汽水分离器的浓缩设备中,由于汽水分离器堵塞造成冷凝水排水不畅,使加热器积水严重。此外,如果加热蒸汽品质差,或者冷天蒸汽管道保温不良,也使加热器内积水严重,从而使热量传递发生困难,使真空度过高。
加热器表面的严重结焦降低了加热面的传热系数,使蒸发速率降低而使锅内真空度超过标准。
3、冷却水倒灌入浓缩设备
突然停电使锅内真空度高于真空系统。此时未及时关闭蒸汽,破坏锅内真空度,真空系统内的冷却水将会倒灌入浓缩设备。
未按正常顺序进行操作(在设备停运时先关闭真空设备后破坏锅内真空),使锅内真空瞬时高于真空系统,冷却水将会倒灌。
真空设备的突然故障使真空系统抽气速率突然急剧下降,在此情况下,未及时采取破坏锅内真空的措施,冷却水将倒灌。
4、加热器表面结焦
进料时浓缩设备内物料量不多,加热表面未被物料全部浸没而即开启蒸汽阀门,使加热表面裸露而结焦。当运行中供料中断以及产生过程中加热蒸汽压力的突然升高或者操作条件的突然变化,都可能使加热表面严重结焦。
不按停车顺序操作,在停车前未先关闭加热蒸汽阀门而先破坏真空,使物料液位下跌,造成加热表面裸露而结焦。
在正常操作中进料量小于出料量和蒸发水分之和,使正常操作料位不能维持,从而使加热面裸露结焦。
5、跑料
启动操作时一次进料量过多,使分离器内液位过高,造成压气操作困难而易产生跑料。
在正常操作中进料量小于出料量和蒸发水分之和,使分离器内液位过高而跑料。
实际操作中真空度过高或者真空度突然升高,将产生跑料现象。
间歇操作浓缩设备底部泄露,使料液跳动严重而外溢。
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