有固相析出的逆流多效蒸发系统的新设计方法
反相蒸发法
反相蒸发法
反相蒸发法是一种制备脂质体的方法。
最初由Szoka提出，一般的制法是将磷脂等膜材溶于有机溶剂中，短时超声振荡，直至形成稳定的W/O乳液，然后减压蒸发除掉有机溶剂，达到胶态后，滴加缓冲液，旋转蒸发使器壁上的凝胶脱落，然后在减压下继续蒸发，制得水性混悬液，除去未包入的药物，即得大单层脂质体。
此法可包裹较大的水容积，一般适用于包封水溶性药物、大分子生物活性物质等。
此外，还有一种“反向蒸发法”，制备过程是将溶有膜材的有机相（常用的为乙醚和异丙醚，溶解度差时可加入适量氯仿或甲醇）和缓冲液混合并短暂超声2-5min，直至形成油包水型乳液；将乳液初步减压旋蒸得到胶状物；继续旋蒸即可得到脂质体；此时可加入缓冲液或水相继续旋蒸（非必要），除去痕量的有机溶剂。
反向蒸发法的特点是制备的脂质体具有更大的水相-脂质比，即其包裹的中心水相体积更大，适合包载蛋白质或DNA、RNA等大分子药物；此法的缺点是需要使用有机溶剂，且短暂超声可能造成脂质或药物降解。
多效蒸发的操作方法是
多效蒸发的操作方法是多效蒸发是一种利用多个蒸发器和凝结器以及回流器组成的蒸发系统，用于高效处理液体浓缩的工艺。
其操作方法主要包括以下几个步骤：1. 原料进料：将待处理的液体原料通过进料系统送入蒸发器。
2. 初级蒸发器：原料进入蒸发器后，被加热的蒸汽通过烟囱进入蒸发器，与原料进行热交换。
这样，液体原料中的水分开始蒸发，蒸汽逐渐变得更加浓缩。
3. 次级蒸发器：初级蒸发后的浓缩液进入次级蒸发器，次级蒸发器中同样加热的蒸汽与浓缩液进行热交换。
通过不断重复这一步骤，浓缩液逐渐浓缩。
4. 多效蒸发器：多种级别的蒸发器可以根据需求进行组合，形成多效蒸发器。
每个级别的蒸发器都可以通过加热蒸汽进行加热，实现更高效的蒸发。
5. 脱水过程：随着蒸发器级数的增加，浓缩液中的水分逐渐蒸发，最终得到浓缩物。
6. 脱水蒸气处理：通过凝结器对脱水蒸气进行冷凝，将其中的水分重新变为液体。
冷凝后的水可以进行回流，再次利用于蒸发过程。
7. 产品收集：经过多效蒸发系统处理后的浓缩物收集到产品罐中，可以作为成品或进一步加工。
需要注意的是，多效蒸发的操作方法需要严格控制蒸汽的供给和温度，以及浓缩液的流量和浓度等因素。
同时，系统中的泵和回流器的选择和调整也非常重要，以确保系统的运行稳定和效率最大化。
此外，多效蒸发还需要注意能源的消耗和废热的处理。
在实际操作中，需要通过合理的节能措施和循环利用技术，减少能源的消耗和废热的排放。
综上所述，多效蒸发是一种高效浓缩液体的工艺，通过多级蒸发器和凝结器的组合，实现液体浓缩和蒸汽回流。
操作过程中需要严格控制各参数，并注意节能和废热处理。
有固相析出的并流多效蒸发系统常规设计的模型与算法研究
多效 蒸 发 在 化 工 、 工 、 药 等 行业 中得 到 了广 轻 制 泛 应 用 。 多效 蒸 发 系 统 是 一 个 复 杂 的序 贯 过 程 ， 其 计 算 一直 是 化 工 过 程 计 算 的典 型难 题 。 它 包 括 了 系
Ｆ ＮＧ－ ｌ Ｒ Ａ ｉ Ｌ ｅ ， Ｉ Ｓ ｕ ｎ Ａ ７ ｉ Ｕ Ｑ ， ＩＷ ｉ ＬＮ ｈ － ｇ － ｎ， Ｎ
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关键 词 ： 流多 效蒸 发 ； 并 固相 析 出 ； 数学 模 型 ； 迭代 法 ； 阵法 矩
有固相析出的并流多效蒸发系统优化设计研究
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
关键 词 ： 固相 析出 ； 并流多效蒸 发 ； 化设 计 ； 优 复合形法 ； 拉格 朗 日乘 子法 ： 矩阵法
中 图分 类 号 ：Ｑ ２ ．１ Ｔ ０ ８ ６ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｓ ｕｄ ｎ Ｏ ｐ ｉ ｕ ｓｇ ｏ ｃ ｒ ｅ ｕ ｔ－ ｆｅ ｔＥｖ ｐ ｒ ｔｏ Ｓ ｓｅ ｔ ｙｏ ｔ ｍ ｍ Ｄｅ ｉｎ ｆＣｏ ｕ ｒ ｎｔＭ ｌｉｅ ｃ ａ ｏ ａ ｉｎ ｙ ｔ ｍ ｗｉｈ Ｓｏｉ ｐａ ａ ｉｎ ｔ ｌｄ Ｓｅ ｒ ｔｏ
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有固相析出的多效两段蒸发系统模型与过程模拟
式 中， ，
分 别 为 第 ｉ效 完 成 液 、 料 流 率 ， 进
液 分 离器
图 １ 多 效 两 段 蒸 发 系 统 流 程 示 意 图
Ｆｉ １ ｇ． Ｆｌ ｗ ｈａｒ ｆｍ ｕｌ — ｅ ｅ ｔ ｔ ｔ ｇｅ ｖａ ｒ ｉｏ ｏ ｃ ｔｏ ｉ ｔ ｆ ｃ ｗｏ ｓ ａ ｓｅ ｐｏ ａｔ ｎ
有 固相 析 出的多效 两段 蒸 发系 统常 规设计 的数学模
型， 探讨求解模型 的算法 ， 利用 Ｖｓａ Ｂ ｓ ． 语 ｉ ｌ ａ ｃ６ ０ ｕ ｉ
言 编写计 算程 序 。
１２ 系统物 料衡 算 ． 假定 溶 质 不 挥 发 ， 图 １所 示 流 程 中任 一 效 对 （ ｉ ） 第 效 蒸发 液 中 的溶 质 Ｊ 行 衡算 Ｊ有 ． 进 ，
［ 收稿 日期］ ２０ ０ ０ ７— ８—１ ４ ［ 基金资助］ 福建省教育厅科技基金资助项 目（Ｂ ７ ０ ） Ｊ ０ ０ ２ ［ 作者简介］ 李 玲 （９ ４一）， ， １７ 女 福建 闽清县人 ， 福州大学化学化 工学 院讲师
５ ４ 中国工程科学
Ｆ ＝ ｉ＋ 。 Ｆｊ ∑ ￣ ｉ
将 式 （ ） 入式 （ ） ２代 １ 整理 得
ｉ
一
为第 ｉ 析 出 固相 中 组分 的结 晶热 ， ｋ ～。 效 Ｊ・ ｇ
ｉ
ｍ
∑ Ｗ ＋∑ 一 ∑ ∑ ＝ （ 一 ） ｉ
ｌ １ ＝ ＝１ ＝ １ Ｊ＝１
由于第 Ｃ 的加 热 蒸汽 采用 第 一效 的部 分 二 次 效 蒸 汽 ， 以热 量 衡算 要单 独进 行 ， 虑到 热损 失及 浓 所 考
ｉ ｉ ｍ
（） １
（） ２
ｋ ｓ 为第 ｉ ｇ・ ～； 效 组 分析 出的 热 量 ， ｋ ～； Ｊ・ ｇ 为第 ｉ 效蒸 发 水分 量 ，ｇ・ ～； 为第 ｉ ｋ ｓ 效 组分 浓 度 （ 量分 率 ） 质 。
硫酸镁浓缩蒸发装置,硫酸镁多效蒸发结晶技术
概述136干燥硫酸镁有无水物、一水物、二水物、四水物、五水物、六水物、七水物和十二水物。
但是二水、四水、五水、六水都不稳定。
工业品只有七水、一水和无水物三种。
七水物为无色四角柱状结晶，属斜方晶系。
早干燥的空气中极易风化，易溶于水。
在67.5℃时溶于自身的结晶水中。
受热分解，70至80℃左右时失去四分子结晶水；300℃以上则失去所有结晶水成为无水物。
硫酸镁在浓缩蒸发过程中达到一定浓度后超过67.5℃容易出现一水硫酸镁结晶，因而其浓缩蒸发过程与常规多效浓缩不一样。
16烘干11煅烧2988公司开发设计的硫酸镁浓缩蒸发成套装置是在处理硫酸钠、氯化钠、垃圾渗滤液等液体的过程中借鉴经验使用成功的，维修时间间隔比普通厂家增加了好几倍，减少了维修成本，增加了生产时间，增加了效益根据客户的不同需求。
可以设计选用不同材质的钢材。
由于我公司开发的多效蒸发装置既有采用蒸汽、导热油为热源，也有采用气体尾热为热源，建议用户来电详谈以便为用户合理的节约能源。
根据原料液浓度及物料不同选用不同效数蒸发装置。
硫酸镁浓缩蒸发装置,硫酸镁多效蒸发结晶技术工艺流程示意硫酸镁浓缩蒸发装置,硫酸镁多效蒸发结晶技术装置组成蒸发器（加热器）、分离器、冷凝器、循环泵、效间泵、真空及排水系统、分汽缸、操作平台、电器仪表控制柜及阀门、管路等系统组成。
硫酸镁浓缩蒸发装置,硫酸镁多效蒸发结晶技术基本工作过程多效蒸发成套装置按照二次蒸汽利用次数可分单效、双效、三效、四效及多效；按照物料流向可以分为顺流、逆流、平流、混合流等；按照物料在加热器运动方式可以分为强制循环、自然循环、升膜、降膜几种方式。
针对硫酸镁物料的性质，结合物料浓度，选用顺流+强制循环方式以三效蒸发为例：料液经过三效分离器出来的二次蒸汽进行预热，然后进入到生蒸汽冷凝水预热器进行升温预热，随后进入到一效循环管，与循环液一起进入到一效加热器被加热，然后进入到一效分离器。
夹带二次蒸汽汽泡的液体与二次蒸汽在一效分离器分离后液体作为循环液完成下一循环。
废水蒸发方案
随着环保要求的逐步提高， 同时含有氯化钠氯化钾的废水处理要 求也就越来越严格， 为了实现收益最大化， 能够将溶液中的两种盐分 离提纯无疑是极好的。
本文以处理量 5t/h,含氯化钠，含氯化钾的混 盐溶液为例，给出了其中一种蒸汽耗量较低的多效蒸发分离方案。
利用氯化钠和氯化钾在不同温度的溶解度不同原理，根据 NaCL-KCL-H20 四元体系相图的基本原理，在高温浓缩结晶析出 氯化钠，在低温浓缩结晶析出氯化钾，温度范围为 30~120℃。
Nacl (%)21.5 20.7 21 19.6 19.1 18.6 18 17.75 17.55 17.15 16 16.3 16Kcl (%)8.9 10.4 11.85 13.25 14.7 16.15 17.6 18.35 19.05 20.4 21.7 24.9 27.7温度℃10 20 30 40 50 60 70 75 80 90 100 125 150序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13备注302520151050 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 125 150将几个蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，从而提高热能的利用率，多用于水溶液的处理。
在多效蒸发操作的流程 (见图) 中，第一个蒸发器 (称为第一效) 以生蒸汽作为加热蒸汽，其余称为第二效、第三效，均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量。
每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽，故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向挨次降低。
依据二次蒸汽和溶液的流向，多效蒸发的流程可分为：①并流流程。
溶液和二次蒸汽同向挨次通过各效。
由于前效压力高于后效，料液可借压差流动。
但末效溶液浓度高而温度低,溶液粘度大,因此传热系数低。
②逆流流程。
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前一效，各效溶液的浓度和温度对粘度的影响大致抵消，各效传热条件基本相同。
多效蒸发
第三节多效蒸发一、多效蒸发的原理原理：利用减压的方法使后一效蒸发器的操作压力和溶液的沸点均较前一效蒸发器的低，使前一效蒸发器引出的二次蒸汽作为后一效蒸发器的加热蒸汽，且后一效蒸发器的加热室成为前一效蒸发器的冷却器。
二、多效蒸发的流程常用的多效蒸发流程有以下几种。
1．并流法（又称顺流法）如图6-2所示优点：（1）溶液的输送可以利用各效间的压力差，自动的从前一效进入后一效，因而各效间可省去输送泵；（2）前效的操作压力和温度高于后效，料液从前效进入后效时因过热而自蒸发，在各效间不必设预热器；（3）辅助设备少，流程紧凑；因而热量损失少，操作方便，工艺条件稳定。
缺点：后效温度更低而溶液浓度更高，故溶液的黏度逐效增大，降低了传热系数，往往需要更多的传热面积。
因此，黏度随浓度增加很快的料液不宜采用此法。
2．逆流法如图6-3所示优点：（1）蒸发的温度随溶液浓度的增大而增高，这样各效的黏度相差很小，传热系数大致相同；（2）完成液排出温度较高，可以在减压下进一步闪蒸增浓。
缺点：（1）辅助设备多，各效间须设料液泵；（2）各效均在低于沸点温度下进料，须设预热器（否则二次蒸汽量减少），故能量消耗增大。
3．平流法如图6-4所示料液同时加入到各效，完成液同时从各效引出，蒸汽从第一效依次流至末效，此法用于蒸发过程中有结晶析出的场合；还可用于同时浓缩两种以上不同的料液，除此之外一般很少使用。
三、多效蒸发效数的限定多效蒸发的效数的限定原则：当增加一效的设备费不能与所节省的加热蒸汽的收益相抵时，就没有必要再增加效数了。
第四节蒸发器一、蒸发器的结构蒸发器的构成：加热室和蒸发室（分离室）。
二、蒸发器的类型1．自然循环型蒸发器溶液因受热程度不同而产生密度的差异，因此形成自然循环。
（1）标准蒸发器（又称中央循环管式蒸发器）其结构如图6-5所示。
由于中央循环管与管束内的溶液受热情况不同，产生密度差异。
于是溶液在中央循环管内下降，由管束沸腾上升而不断地做循环运动，提高了传热效果。
逆流法三效蒸发流程
缺 度逐效增大，降低了传热系数，往往需要更 点 多的传热面积。
适 黏度随浓度增加很快的料液不宜采用并流法。 用
活动二： 逆流法三效蒸发流程
名称 逆流法三效蒸发流程
（1）蒸发的温度随溶液的浓度的增大而增高，
优 这样各效的黏度相差很小，传热系数大致相同； 点 （2）完成液排出温度较高，可在减压下进一
学习单元二 蒸发操作的流程
任务一 蒸发操作流程的分类 任务二：单效蒸发流程 任务三： 多效蒸发流程（以 三效为例）
任务一 蒸发操作流程的分类
（一）单效蒸发流程 （二）多效蒸发流程 1.并流法（又称顺流法） 2.逆流法 3.平流法
任务二：单效蒸发流程
加热蒸汽在加热室的管间冷凝，所放出 的潜热通过管壁传给管内的溶液，加热 蒸汽的冷凝水经疏水器排出。原料液由 蒸发室的下部加入，经蒸发浓缩后的完 成液从蒸发器的地步排出。溶剂汽化所 产生的二次蒸汽，经蒸发室及顶部的除 沫器分离出所夹带的液沫后，进入冷凝 器内与冷却水直接混合而被冷凝排出。
步闪蒸增浓。
缺 辅助设备多，各效间需设料液泵；各效均在低 点 于沸点温度下进料，需设预热器（否则二次蒸
汽量减少），故能量消耗增大。
适 逆流法适用于黏度较大的料液蒸发，可生产较 用 高浓度的完成液。
活动三： 平流法三效蒸发流程
课堂小结
（一）单效蒸发流程 （二）多效蒸发流程 1.并流法（又称顺流法） 2.逆流法 3.平流法
不凝性气体经气水分离器和缓冲罐后， 再由真空泵抽至大气中。
任务三： 多效蒸发流程 活动一： 并流法
名称 并流法三效蒸发流程ห้องสมุดไป่ตู้
（1）溶液的输送可以利用各效间的压力差，自动的从前一效进
多效蒸发系统工艺原因及工艺流程
多效蒸发系统工艺原因及工艺流程
工艺原因：
1.节能高效：多效蒸发系统通过多级蒸发，充分利用废热和余热，提高能源利用率，节约蒸汽和热能消耗，从而达到节能的目的。
2.产品质量高：多级蒸发可以减少产品中的溶解物浓缩度，提高产品的纯度和质量。
3.良好的环保性能：多效蒸发系统对环境的污染小，因为它可以通过回收和回用废水中的有用物质，减少废水排放。
工艺流程：
1.原料进料：将原料溶液通过泵送进入多效蒸发系统的首级蒸发器。
2.预热：原料进入蒸发器后，与对流传热表面接触，被预热。
3.焚烧器加热：部分蒸发器的产生的蒸汽通过循环泵送至焚烧器中，与燃料燃烧产生的高温烟气交换热量，提高系统的温度。
4.多效蒸发：预热后的溶液进入多效蒸发器，经过多级蒸汽-液体热交换，产生大量的蒸汽，逐渐浓缩原液。
5.蒸汽压缩：产生的蒸汽经过压缩器增压，使其温度增加。
6.冷凝器冷却：经过压缩后的蒸汽进入冷凝器，与冷却介质接触，通过传热冷却，变成液体水。
7.分离：经过冷却后的液体水与浓缩后的原液分离，将浓缩后的溶液回流至首级蒸发器。
8.产品收集：从冷凝器中收集冷却后的液体水作为产品。
整个多效蒸发系统的工艺流程如上所述。
通过多级蒸发、压缩、冷凝和分离等步骤，实现了原液的浓缩和蒸发，从而达到节能、提高产品质量和环保性能的目的。
该系统具有操作简单、工艺稳定、能耗低等特点，广泛应用于工业领域。
多效蒸发的加料方法
多效蒸发的加料方法
多效蒸发是将前一效的二次蒸汽作为后一效的加热介质引入后效的加热室，仅第一次需要消耗蒸汽的一种蒸发操作方法。
常见的多效蒸发加料方法有以下几种：
- 并流加料法：溶液和蒸汽的流向相同，都由一效顺序流至末效，称为并流加料法。
该方法的优点是后效蒸发室的压强要比前效低，故溶液在各效间的输送可以利用效间的压强差，而不需要泵。
- 逆流加料法：溶液的浓度、温度均沿流动方向不断上升，因此各效溶液的粘度较为接近，使各效的传热系数也大致相同。
该方法的缺点是效间溶液需要用泵输送，能量消耗较大，各效进料温度均低于沸点（与并流加料法比较）产生的二次蒸汽量也较少，不适合处理热敏性物料。
- 错流加料法：溶液在各效间呈错流状态，该方法可强化传质过程，提高设备的生产能力。
- 平流加料法：原料液平行加入各效，该方法适用于处理易结晶的物料，可防止结晶体在各效间的输送管道中沉积，堵塞管道。
在实际操作中，应根据具体的生产工艺和要求选择适合的加料方法。
简述常见的多效蒸发流程及特点
简述常见的多效蒸发流程及特点
1. 顺流流程，哎呀呀，就像水流一样顺势而下！瞧瞧这个例子，原料液就这么依次通过各效，利用前一效的二次蒸汽作为下一效的加热蒸汽，多自然流畅呀！前一效温度高、浓度低，后一效温度低、浓度高，这不是很合理嘛！特点呢，就是操作简单方便嘞，容易控制，可这蒸汽的利用效率相对就没那么高啦，你说是不是呀？
2. 逆流流程，嘿，这就有点与众不同啦！就好像人逆流而上一样有挑战性。
例子嘛，原料液是从末效加入，然后依次向前一效流动呢。
它的特点可好啦，随着溶液的流动，浓度逐渐增高，而温度也逐渐降低，这样各效的传热系数比较均匀嘞，不过呀，操作起来可就没那么容易咯！
3. 平流流程，哇哦，就如同多条平行线一样！比如说有几种料液需要分别浓缩，就可以用这个流程呀。
它的特点很明显呀，各效都是独立操作，互不影响嘞，多灵活！但设备投资可能就会大一些哦，你觉得呢？
4. 错流流程，这就像是走迷宫一样有趣嘞！比如料液走向是有些效是顺流，有些效又是逆流的。
它的特点就是兼具了顺流和逆流的一些优点呢，灵活多变。
但流程比起其他几种是不是就复杂一些啦？
5. 混流流程，嘿呀，这可是个大杂烩呀！既有顺流部分，又有逆流部分，甚至还有平流部分嘞。
看看这个例子，根据具体需求来组合。
它的特点就是适应性超强呀，可这复杂度也上来咯！
6. 带有热泵的多效蒸发流程，哇，这就像给整个系统加了个超级助力器！通过热泵来提高二次蒸汽的能量级别呢。
特点就是节能效果超棒的呀，能大大提高效率呢，但前期投入可能会比较大哟，你愿意为了节能去投资吗？我觉得对于长期运行来说，这真的是个很不错的选择呢！。
MVR并联双效蒸发结晶系统设计及研究
MVR并联双效蒸发结晶系统设计及研究摘要：利用蒸发法处理工业废水，能够实现废水的资源化利用。
本文针对不同类型蒸发器适用范围受限问题，将降膜式蒸发器与强制循环蒸发器联用，提出了机械蒸汽再压缩（MVR）并联双效蒸发结晶系统。
首先设计了系统的工艺循环流程并建立数学模型，对该系统及其设备进行质量和能量衡算，并对模型的可行性进行核算。
随后建立系统性能的㶲分析模型，对常压下质量分数为5%的硫酸钠溶液蒸发结晶进行实例计算，并将其与传统三效蒸发结晶系统进行比较。
通过综合能量分析与㶲分析，MVR并联双效蒸发结晶系统的节能程度更大，其效能系数（COP）值为21.4，相同工况下高于传统三效蒸发结晶系统82.2%，而单位能耗仅为传统三效蒸发结晶系统的17.6%；其㶲效率高于传统三效蒸发结晶系统51.5%，㶲损失则低于传统三效蒸发结晶系统24.7%，这表明MVR并联双效蒸发结晶系统热力学完善程度更高，在节能方面有较大的推广应用潜力。
关键词：废水;机械蒸汽再压缩;双效蒸发;结晶;平衡;性能分析;㶲据统计[1]，2017年全球工业废水处理行业市场规模约为3680亿元，庞大的工业废水处理市场促使众多处理技术得到发展，其中蒸发结晶技术在对工业废水进行深度处理的同时能够回收得到工业生产用的原材料，实现了废水资源化利用。
对高效且节能的废水蒸发结晶处理技术进行分析研究，能够带来明显的社会效益和经济效益[2,3,4]。
机械蒸汽再压缩（MVR）技术通过消耗少量电能，最大程度回收利用二次蒸汽的热量，高效且节能，是目前最先进的蒸发浓缩技术之一[5,6,7]。
单效MVR系统是基于MVR 技术的系统中形式最简单的，其在海水淡化领域得到广泛研究与应用[8,9,10,11]，部分研究也针对其他含盐溶液，如石成君等[12]以硫酸钠溶液为工质对提出的单效MVR降膜蒸发浓缩系统进行了理论研究，在此基础上加以实验验证[13]，与常规单效蒸发系统相比节能节水效果明显；王汉治等[14]针对高浓度氯化钠溶液提出喷气增焓型单级MVR蒸发结晶系统，研究了系统运行性能，有较高的效能系数（COP）值；Ai 等[15]针对空调行业防冻液（氯化钠溶液）再生处理，经理论与实验分析证明MVR系统与传统单效和三效蒸发系统相比的节能率大幅提高。
多效蒸发器 原理
一、多效蒸发器原理介绍
多效蒸发器是一种用于工业生产的设备，它通过利用蒸发原理，将溶液中的水分蒸发掉，从而得到浓缩的溶液。
多效蒸发器的工作原理是利用多个蒸发器串联起来，形成一个多级蒸发系统。
在这个系统中，前一级蒸发器的蒸汽作为下一级蒸发器的加热蒸汽，从而实现了能量的梯级利用。
二、多效蒸发器的工作流程
1. 溶液进入第一效蒸发器，在加热蒸汽的作用下，溶液中的水分被蒸发掉，留下浓缩的溶液。
2. 浓缩溶液被送入第二效蒸发器，继续加热，进一步蒸发水分。
3. 这个过程依次进行，直到最后一效蒸发器。
每个效蒸发器都是前一级的冷凝器，将前一级的蒸汽冷凝成水排出。
4. 最后，得到高浓度的溶液或晶体。
三、多效蒸发器的优点
1. 节能：多效蒸发器能够将多个蒸发器串联起来，实现能量的梯级利用，从而大大降低了能耗。
2. 高效：多效蒸发器的多个蒸发器能够连续工作，提高了生产效率。
3. 环保：多效蒸发器能够将废水中的有害物质分离出来，实现废水的
净化处理，有利于环境保护。
四、多效蒸发器的应用领域
1. 化工行业：多效蒸发器广泛应用于化工行业中，如氯化钠、硫酸钠等无机盐的生产过程中。
2. 食品行业：在食品行业中，多效蒸发器可用于生产浓缩果汁、乳制品等。
3. 医药行业：在医药行业中，多效蒸发器可用于生产抗生素、维生素等药品的生产过程中。
4. 其他领域：除了上述领域外，多效蒸发器还可应用于冶金、环保等领域。
总之，多效蒸发器是一种高效、节能、环保的工业生产设备，广泛应用于各个领域。
随着科技的不断进步和工业生产的不断发展，多效蒸发器的应用前景将更加广阔。
MVR蒸发浓缩系统技术方案
MVR蒸发浓缩系统技术方案目录1、蒸发系统的探讨 (4)1.1、蒸发系统的原理与节能方式探讨 (4)1.2、MVR蒸发系统原理 (5)2、蒸发系统设计方案介绍 (5)2.1、蒸发工艺的选择 (5)2.1.1、管式强制循环MVR蒸发系统 (7)2.1.2、细节设计特点 (9)2.2、MVR蒸发系统 (10)2.2.1、工艺流程示意图 (10)2.2.2、工艺流程描述 (10)2.3、蒸发系统重要设备介绍 (11)2.3.1、MVR蒸发器部分 (11)2.3.2、强制循环加热器 (11)2.3.3、强制循环分离器 (12)2.3.4、除雾器 (13)2.3.5、冷凝水缓冲罐： (13)2.3.6、预热器 (14)2.3.7、泵的选型及选材 (14)2.3.8、仪器仪表的选型 (14)2.3.9、自动控制系统 (15)2.3.10、系统保温 (17)3、设备安装与验收计划 (17)3.1、设备制造、交付周期 (17)3.2、随机文件 (18)3.3、设备安装 (18)3.4、培训服务计划 (22)3.4.1、设备工艺流程培训 (22)3.4.2、安全培训 (23)3.4.3、蒸发系统熟练操作培训 (23)3.4.4、常见故障排除与日常保养 (23)3.5、设备验收标准 (23)3.5.1、设备外观验收 (23)3.5.2、设备制造过程验收 (24)3.5.3、设备实施标准验收 (24)1、蒸发系统的探讨1.1、蒸发系统的原理与节能方式探讨需要提高料液的浓度或者是需要结出晶体，都需要将溶液中的水分蒸发出来，像日常生活中烧开水的时候就是蒸发的过程。
在工业化生产中，需要专业的蒸发系统来实现大规模的生产。
蒸发系统的原理是通过蒸发系统内换热装置来吸收热源的热量，将之传递给需要沸腾蒸发的溶液，再通过汽液分离装置将水蒸汽和浓缩液分离。
浓缩液达到要求后排出系统。
水蒸汽被后续效体利用（如多效蒸发）或者压缩（如MVR）。
三效逆流蒸发计算
三效逆流蒸发计算逆流蒸发是一种物质分离技术，采用了逆流传热原理。
逆流蒸发的特点是以高浓度物质从顶部进料，从底部以低浓度物质排出。
逆流蒸发主要应用于溶液中溶质浓度很高，需要回收溶剂的情况。
三效逆流蒸发是逆流蒸发的一种改进方法，通过利用连续的传热效应将多个蒸发器串联起来。
下面我将对三效逆流蒸发的计算方法进行详细介绍。
1.单效蒸发器的设计计算；2.多效蒸发器的级数和效能计算；3.多效蒸发器的传热面积的估算。
首先是单效蒸发器的设计计算。
单效蒸发器的设计计算有以下几个要点：1.蒸发器的传热面积的确定。
传热面积的大小直接影响到蒸发器的蒸发能力。
传热面积的计算可以根据传热系数、传热温差和传热介质的流量来进行估算。
2.蒸发器的蒸发温度差的确定。
蒸发温度差是指蒸发器中传热介质的出口温度与进口温度之差。
蒸发温度差的大小受到冷却介质的温度和流量以及蒸发介质的流量的影响。
3.蒸发器的蒸发对数均温差的确定。
对数均温差是指在蒸发器中过程的平均温度差。
对数均温差的确定需要知道进口温度和出口温度的对数均值以及进口温度和出口温度的差值。
接着是多效蒸发器的级数和效能计算。
多效蒸发器的级数和效能计算有以下几个要点：1.蒸发器的总效能的确定。
总效能是指多效蒸发器中所有效应的总效能。
总效能的计算可以根据每个效应的效能和效能的级数来进行估算。
2.蒸发器的级数的确定。
级数是指多效蒸发器中通过的效应的个数。
级数的确定可以根据总效能和效能的大小来进行估算。
3.蒸发器的效能的确定。
效能是指其中一个效应中的蒸发比。
效能的计算可以根据蒸发介质的流量、进口温度和出口温度来进行估算。
最后是多效蒸发器的传热面积的估算。
多效蒸发器的传热面积的估算有以下几个要点：1.蒸发器的传热系数的估算。
传热系数是指传热过程中的传热效率。
传热系数的估算需要根据传热介质的性质、传热介质的流速和传热介质的温度来进行估算。
2.蒸发器的传热温差的估算。
传热温差是指传热过程中的温差。
多效蒸发法——精选推荐
蒸发操作的一种。
特点是几个蒸发器连接起来操作，前一蒸发器内蒸发时所产生的二次蒸汽用作后一蒸发器的加热蒸汽。
可以节约加热蒸汽。
每一蒸发器称作一效。
常用的有双效蒸发、三效蒸发、四效蒸发等。
蒸发是用加热的方法，使溶液中部分溶剂气化并除去，从而提高溶液的浓度，促进溶质析出的工艺操作。
蒸发过程进行的必要条件是不断地向溶液供给热能和不断地去除所产生的溶剂蒸气。
连续的蒸发操作可视为恒温传热；间歇操作时，加热蒸气的温度一般是恒定的。
在蒸发过程中溶液的沸点，随着其浓度的增加而逐渐升高。
自蒸发器所产生的用于次一蒸发器加热的蒸气统称二次蒸气。
通常第一效在一定的表压下进行操作，第二效的压强较低，从而造成适宜的温度差，使第二效蒸发器中的液体得以蒸发。
同理，多个蒸发器中的温度经过一定时间后，温度差及压力差自行调整而达到稳定，使蒸气能连续进行。
依据二次蒸汽和溶液的流向，多效蒸发的流程可分为：①并流流程。
溶液和二次蒸汽同向依次通过各效。
由于前效压力高于后效，料液可借压差流动。
但末效溶液浓度高而温度低,溶液粘度大,因此传热系数低。
②逆流流程。
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前一效，各效溶液的浓度和温度对粘度的影响大致抵消，各效传热条件基本相同。
③错流流程。
二次蒸汽依次通过各效，但料液则每效单独进出，这种流程适用于有晶体析出的料液。
由于多次重复利用了热能，显著地降低了热能耗用量，所以多效蒸发有利于大量连续生产流浸膏或浸膏等以及浓缩中草药制剂，另外，采用多效蒸发也可以制备注射用水。
高盐废水低温多效蒸发板式浓缩结晶技术介绍一、低温多效蒸发浓缩结晶技术原理低温多效蒸发浓缩结晶系统，是由相互串联的多个蒸发器组成，低温（90℃左右）加热蒸汽被引入第一效，加热其中的料液，使料液产生比蒸汽温度低的几乎等量蒸发。
产生的蒸汽被引入第二效作为加热蒸汽，使第二效的料液以比第一效更低的温度蒸发。
这个过程一直重复到最后一效。
第一效凝水返回热源处，其它各效凝水汇集后作为淡化水输出，一份的蒸汽投入，可以蒸发出多倍的水出来。
多效蒸发操作流程
不适用于粘度随温度和浓度变化较大的溶液
操作流程
b.逆流蒸发原理流程 溶液的流向与蒸汽的流向相反，
即加热蒸汽由第一效进入，而原料液由 末效进入，由第一效排出。
适用于粘度随温度和浓度变 化比较大的溶液，但不适用 于热敏性物料的蒸发。
操作流程
b.逆流蒸发原理流程
优点： 随着溶液浓度的逐效提高，溶液的温度也不断提高，因此因组成增高使粘
度增大的影响大致与因温度升高使粘度降低的影响相抵，故各效溶液的粘度较 为接近，各效的传热系数也大致相同。
缺点： 1、溶液在效间的流动是由低压流向高压，效间溶液需用泵输送，能量消耗
较大。 2、各效（末效除外）均在低于沸点下进料，没有自蒸发，与并流法相比，
蒸发技术 ---多效蒸发操作流程
操作流程
按物料与蒸气的相对流向的不同，多效蒸发常见的加料流程有并流流程（顺 流）、逆流流程、错流流程和平流流程。
a.并流（顺流）蒸发原理流程 并流流程溶液与蒸气的流向相同，
都是由第一效顺序流至末效。第一个 蒸发器（称为第一效）蒸出的二次蒸 气用作第二个蒸发器（第二效）的加 热蒸气，第二个蒸发器蒸出的二次蒸 气用作第三个蒸发器（第三效）的加 热蒸气。
所产生的二次蒸汽量较少。
操作流程
c.错流蒸发原理流程 从上述可知，并流和逆流加料各有优缺点，为了克服两者的缺点，保持优点，
采用部分并流和部分逆流的错流加料应运而生。一般在末尾几效采用并流加料以 利用其不需泵送和自蒸发等优点。
d. 平流蒸发原理流程 平流法是指原料液平行加入各效，完成液
分别由各效排出。蒸汽的流向仍由第一效流向 末效。适用于蒸发过程中容易析出结晶的物料 (如食盐水在较低浓度下即达到饱和状态而有结 晶析出)，可避免在各效间输送含有大量结晶的 溶液。
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1 常规设计
1. 1 数学模型
1. 1. 1 工艺流程
有固相析出的逆流多效蒸发系统的流程如图 1 所示, 系统总共有 n 效. 料液与加热蒸汽的流向相
反, 各效蒸发器的完成液经过旋液分离器进行固液分离后进入前一效蒸发器继续蒸发.
1. 1. 2 系统物料衡算
假定溶质不挥发, 结合文献[ 3] 、[ 6] 的方法对第 i 效蒸发液中的任一溶质组分 j 进行衡算, 可得:
( 3)
k= i
k= i
k= i j= 1
图 1 有固相析出的逆 流多效蒸发系统流程示意图 Fig. 1 T he flow chart of countercurrent mult-i effect evaporation with solid separation
1. 1. 3 系统热量衡算
当各效加热蒸汽的冷凝液在饱和温度下排出, 析出固相在相应效内溶液的沸点温度下排出, 并考 虑热损失及浓缩热, 结合文献[ 3] 、[ 6] 的方法对图 1 所示的多效蒸发系统第 i 效进行热量衡算可得:
i 2, t i = t vi- 1 - i - ti
常规设计时系统总的有效传热温度差
ti 在各效中按等面积原则进行分配[ 7] , 即:
n
n
ti = ( Diri K i )
t i ( Di ri K i )
i= 1
i= 1
令总的有效温度差为 c ( ) , 则
n
n
n
c=
t i = t v0 - tvk -
效的浓度有关[ 7] , 本文用文献[ 7] 的方程计算析出组分 NaCl( B) 的浓度, 可编程用计算机计算各效的固
相析出量. NaCl 的溶解度方程[ 7] 为:
x
* B
i
= ( 26. 277-
79. 724x Ai -
83.
482x
2 Ai
+
466. 46x3A i -
376.
22x
4 Ai
目标, 以生蒸汽压力、冷凝器真空度及各效有效传热温差 为决策 变量, 采用复 合形法 结合拉 格朗日乘 子法
求最优解. 算例表明, 生蒸汽压力、冷凝器真空度对优 化结果影响显著, 优化设计比常规设计可节省年总费
用 9% 左右. 算法收敛速度快、收敛稳定性好.
关键词: 逆流多效蒸发; 固相析出; 优化设计
Hi =
2 474 771. 0+
2 410. 2tvi -
3. 8t2vi ,
ri =
2 466 904. 9-
1 584. 3t vi- 1 -
4.
9
t
2 vi-
1
1. 1. 6 系统固液相平衡关系
蒸发 NaOH( A) - NaCl( B) 水溶液时仅 B 组分 NaCl 会析出, 各效中析出的固相量与析出组分 B 在该
式实质是一个非线性方程组, 当效数和组分比较多时, 求解比较困难. 文献[ 7] 中提出迭代法结合矩阵 法求解有固相析出的并流多效蒸发系统的常规设计问题, 算法可编程求解, 收敛速度快. 对本文所研究
的有固相析出的逆流多效蒸发系统的常规设计问题, 系统的传热速率方程式、汽液相平衡方程式和固
液相平衡方程式均与文献[ 7] 相同, 算法的步骤亦与文献[ 7] 类似, 仅系统的物料衡算式和热量衡算式 与文献[ 7] 不同, 故本文仅讨论与文献[ 7] 的不同之处. 此外, 有多组分固相析出时矩阵方程变得非常庞
n
F x n+ 1 j, n+ 1 = Fixj, i +
Nj , k
( 1)
k= i
n
nm
Fi = Fn+ 1 - W k -
N jk
( 2)
k= i
k= i j = 1
将式( 2) 代入式( 1) 整理得:
n
n
nm
- x ji W k +
Njk - x ji
N jk = Fn+ 1 ( xj, n+ 1 - x ji )
+
0. 100 63x Ait i -
0.
132
69x
t2
Ai i
+
0.
000
139tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 i
-
0. 002 923ti )
100
( 10)
1. 2 模型求解
多效蒸发系统常规设计是按各效传热面积相等的原则进行设计, 其计算就是联立求解各效物料衡
算式、热量衡算式、相平衡方程式和传热速率方程式等, 从而求出 D i 、Wi 、Nji 、xji 和Ai 等参数. 上述算
第 32 卷 第 2 期 2004 年 4 月
福州大学学报( 自然科学版)
Journal of Fuzhou University( Natural Science)
Vol. 32 No. 2 Apr. 2004
文章编号: 1000- 2243( 2004) 02- 0235- 07
有固相析出的逆流多效蒸发系统的新设计方法
i = t v0 - tvk -
( i+ i + i)
i= 1
i= 1
i= 1
以上各式中 值可取 1 . 对有固相析出的物系如 NaOH( A) - NaCl( B) 水溶液蒸发,
( 7)
( 8) 及 用文
献[ 7] 的方法可实现编程计算.
1. 1. 5 系统汽液相平衡关系 计算 i 、 i 、 ji 、 ti 时均需各效溶液的沸点 ti , 其值可按汽液相平衡方程[ 7] 计算, 即:
多效蒸发在化工、轻工、制药等行业中得到了广泛应用, 但其能耗高、计算复杂. 为了节能降耗、 计算方便, 笔者对多效蒸发系统的常规设计与优化设计问题进行了研究[ 1- 4] , 但这些模型与算法均只适 用于无固相析出的多效蒸发系统. 对有固相析出的多效蒸发系统, 如天然碱苛化淡碱液和电解碱液等 物料的多效蒸发过程, 除了物料平衡、热量平衡、汽液平衡和传热速率等方程外, 还多了固液平衡关系 式, 因而求解更困难. 刘进荣[ 5, 6] 建立了有固相析出的并流及逆流多效蒸发过程的物料衡算和热量衡算 模型, 并提出结合相图采用逐步逼近方法求解模型, 但该方法只能用于手工求解常规设计问题, 不能用
李 玲, 阮 奇
( 福州大学化学化工学院, 福建 福州 350002)
摘要: 提出了有固相析出的逆流多效蒸 发系统常规设计的一种新方法, 将系统的相平衡关系 用回归式表达,
使模型可以编程用计算机求解; 将系统的物料衡 算和热量衡算 方程组写 成矩阵方程 的形式, 采用迭代 法结
合矩阵法求解. 在常规设计新方法的基 础上, 提出了系统 的优化 设计方 法, 以 系统的 年总费 用最小为 优化
中图分类号: TQ028. 61
文献标识码: A
New design method of countercurrent multi- effect evaporation system with solid separation
LI Ling, RUAN Qi
( College of Chemistry and Chemical Engineering , Fuzhou University, Fuzhou, Fujian 350002, China)
收稿日期: 2003- 11- 06 作者简介: 李 玲( 1974- ) , 女, 硕 士研究生; 通讯联系人: 阮 奇, 教授. 基金项目: 福建省教育厅科技基金资助 项目( JB03051)
236
福州大学学报( 自然科学版)
第 32 卷
于编程求解优化设计问题. 文献[ 7] 、[ 8] 分别建立了有固相析出的并流多效蒸发系统常规设计与优化 设计的数学模型, 将系统的固液相平衡关系和汽液相平衡关系用回归式表达, 使模型可以编程用计算 机求解, 但该模型及算法只适用于有固相析出的并流多效蒸发系统, 而天然碱苛化淡碱液的蒸发大多 采用逆流多效蒸发[ 9] . 本文将建立有固相析出的逆流多效蒸发系统常规设计及优化设计的数学模型, 探讨求解模型的新算法.
n
n
m
Wi = [ Di i + ( Fn+ 1 cn+ 1 - c *
Wk -
cjiN jk ) i +
jiN ji ] i
( 4)
k= i+ 1
k= i+ 1
j= 1
式中, 第 i 效的蒸发系数 i 、自蒸发系数 i , 第 i 效j 组分的结晶系数 ji 分别定义为:
i = ( H i- 1 - c* t vi- 1 ) ( H i - c * ti ) , i ( ti+ 1 - t i ) ( H i - c * t i ) , ji = Rji ( H i - c * ti )
Abstract: A new design method of conventional design of countercurrent multi- effect evaporation with solid separation was presented. The equilibrium was correlated to equation and the model could be solved with computer easily. Mass balance and energy balance equations of the system could be expressed in matrix equat ion. New algorithm, which combined matrix method with iterat ion method, was presented to solve the conventional design model. Based on the new method of conventional design, the optimum design method was presented. The objective of the optimum design was the minimum total annual cost of the system. Based on decisive variables such as the pressure of fresh vapor, the pressure of condenser and heattransfer effect ive temperature difference of vari- effect , the model was solved by the complex method combined with the Lagrangian mult iplier method and matrix method. Practical example indicates that the influences of the pressure of fresh vapor and the pressure of condenser on the optimum design was notable. Total annual cost by the optimum design can be decreased by about 9% against that designed by a conventional design. The algorithm increases the convergence speed and stability. Keywords: countercurrent multi- effect evaporation; solid separation; opt imum design