多效蒸发流程与选型选材

b.悬筐式蒸发器
悬筐式蒸发器的结构示于图片，它是中央循环管蒸发 器的改进。其加热室像个悬筐，悬挂在蒸发器壳体的下部， 可由顶部取出，便于清洗与更换。加热介质由中央蒸汽管 进入加热室，而在加热室外壁与蒸发器壳体的内壁之间有 环隙通道，其作用类似于中央循环管。操作时，溶液沿环 隙下降而沿加热管上升，形成自然 循环。一般环隙截面积 约为加热管总面积的100~150%，因而溶液循环速度较高 （约为1~1.5m/s）。由于与蒸发器外壳接触的是温度较低 的沸腾液 体，故其热损失较小。悬筐式蒸发器适用于蒸发 易结垢或有晶体析出的溶液。它的缺点是结构复杂，单位 传热面需要的设备材料量较大。
根据溶液与二次蒸气的流向，可有不同的加料方法与相 应的流程。
以三效为例，可以三种流程：
1、并流加料流程
第一效 二次蒸汽
第二效 二次蒸汽
不凝性气体
第三效 二次蒸汽
冷却水
料液 加热蒸气
第一效
第二效
第三效
水 完成液
并流加料蒸发流程
即加热蒸气和原料液均顺次流经各效。这种加料的特点是前一 效到后一效可自动加料，后一效中的物料会产生自蒸发，可多 蒸出部分水汽，但溶液的黏度会随效数的增加而增大，使传热 系数逐效下降，所以并流加料不适宜处理随浓度增加而增加较 高的物料。
围较窄的结晶产品。
右图是Oslo流化床真空结晶 器, 它的主要特点是过饱和度产 生的区域与晶体生长区分别置于 结晶器的两处,晶体在循环母液中 流化悬浮,为晶体生长提供了较好 的条件,可生产出粒度大而均匀的 晶体。该装置也可用于蒸发结晶。
由于真空结晶器的真空系统 需要在666~2000Pa压力下操作, 故此类结晶器相对复杂一些。真 空结晶器通常用于大吨位生产,例 如380m3/天。
刮板式真空蒸发器
1. 马达 2. 进料管 3. 加热蒸汽进管 4. 排料管 5. 冷凝水排出口 6. 刮板 7. 分配盘 8. 除沫器 9. 二次蒸汽排出管
常 见 蒸 发 器 的 一 些 主 要 性 能
升膜蒸发器： 1、加热管长3~10米 2、处理粘度<0.05Pa.s，不结垢、不结晶的物料 3、适宜处理易起泡沫的物料 降膜蒸发器： 1、处理粘度<0.45Pa.s,不易结垢、不易结晶的物 料 强制循环蒸发器： 用于粘度大、易结晶的物料 刮板蒸发器：用于高粘度、结垢、结晶物料
由于生产要求的不同，蒸发设备有多 种不同的结构型式。对常用的间壁传热式 蒸发器，按溶液在蒸发器中的运动情况， 大致可分为以下两大类：
（1）循环型蒸发器 （2）非循环型（单程型）蒸发器
（1）循环型蒸发器
目前常用的循环型蒸发器有以下几种：
a.中央循环管式蒸发器， b.悬筐式蒸发器 c.外热式蒸发器， d.列文式蒸发器 e.强制循环蒸发器。 其中，前四种为自然循环蒸发器。
溶液结晶一般按产生过饱和度的方法分类,而过饱和 度的产生方法又取决于物质的溶解度特性。对于不同类 型的物质,适于采用不同类型的结晶形式。溶解度随温度 变化较大适于冷却结晶;溶解度随温度变化较小适于蒸发 结晶;而溶解度随温度变化介于上述两类之间的物质,适于 采用真空结晶方法。溶液结晶的基本类型如表所示。
此类蒸发器主要有 a.升膜式蒸发器， b.降膜式蒸发器， c.刮板式蒸发器。
1. 管式升膜蒸发器
避免了液体静压力导致沸 点升高 要有足够的传热温差和 传热强度，来维持爬膜状 态。
传热温差过大或蒸发 强度过高，同时形成"干 壁"现象；导致蒸发器非 正常运行。
2 . 升膜形成原理及溶液在加热管中产生爬膜的必要条件
DTB型结晶器属于典型的晶 浆内循环结晶器,由于设置了内导 流筒及高效搅拌器,形成了内循环 通道,内循环速率很高,可使晶浆 质量密度保持至30%~40%,并可 明显地消除高饱和度区域,器内各 处的过饱和度都比较均匀,而且较 低,因而强化了结晶器的生产能力。 DTB型结晶器还设有外循环通道, 用于消除过量的细晶,以及产品粒 度的淘析,保证了生产粒度分布范
列文蒸发器的结构如图片所示。这种蒸发器的特点是 在加热室的上部增设一沸腾室。这样，加热室内的溶液由 于受到这一段附加液柱的作用，只有上升到沸腾室时才能 汽化。在沸腾室上方装有纵向隔板，其作用是防止气泡长 大。此外，因循环管不被加热，使溶液循环的推动力较大。 循环管的高度一般为7~8m，其截面积约为加热管总截面积 的200~350%。因而循环管内的流动阻力较小，循环速度可 高达2 ~3m/s。
二、 蒸发设备
蒸发设备的作用是使进入蒸发器的原料液被加热， 部分气化，得到浓缩的完成液，同时需要排出二次蒸气， 并使之与所夹带的液滴和雾沫相分离。
蒸发的主体设备是蒸发器，它主要由加热室和蒸发 室（分离器）组成。
蒸发的辅助设备包括：使液沫进一步分离的除沫器， 和使二次蒸气全部冷凝的冷凝器。减压操作时还需真空 装置。
a. 中央循环管式蒸发器
结构和原理：如图，其下部的加热室由垂直管束组成，中 间由一根直径较大的中央循环管。当管内液体被加热沸腾 时，中央循环管内气液混合物的平均密度较大；而其余加 热管内气液混合物的平均密度较小。在密度差的作用下， 溶液由中央循环管下降，而由加热管上升，做自然循环流 动。溶液的循环流动提高了沸腾表面传热系数，强化了蒸 发过程。
这种蒸发器结构紧凑，制造方便，传热较好，操作可靠 等优点，应用十分广泛，有"标准蒸发器"之称。为使溶液 有良好的循环，中央循环管的截面积，一般为其余加热管 总截面积的40%～100%；加热管的高度一般为1～2m；加热 管径多为25～75mm之间。但实际上，由于结构上的限制， 其循环速度一般在0.4～0.5m/s以下；蒸发器内溶液浓度 始终接近完成液浓度；清洗和维修也不够方便。
4.降膜式蒸发器
传热系数大，蒸发速 度快，物料与加热蒸汽 之间的温度差可以降到 很小．物料可以浓缩到 较高的浓度，应用日趋 广泛.
1-料液分配器；2-加热列管；3-蒸汽挡板；4-分离器； 5-冷凝水液位计 a-料液进口；b－加热蒸汽进口； c-不凝性气体排除口；d-冷凝水出口；e-浓缩液出口； f-二次蒸汽出口
这种蒸发器的优点是传热系数大，对于粘度较大或易 结晶、结垢的物料，适应性较好，但其动力消耗较大。
（2）非循环型（单程型）蒸发器
特点：溶液以液膜的形式一次通过加热室，不进行 循环。
优点：溶液停留时间短，故特别适用于热敏性物料 的蒸发；温度差损失较小，表面传热系数较大。
缺点：设计或操作不当时不易成膜，热流量将明显 下降；不适用于易结晶、结垢物料的蒸发。
逆流加料流程
加热 蒸气
不凝性气体 冷却水
料液
完成液
水
逆流加料蒸发流程
即加热蒸气走向与并流相同，而物料走向则与并流相反。 这种加料的特点是各效中的传热系数较均匀，适于处理黏度 随温度变化较大的物料。
平流加料流程
料液
加热 蒸气
不凝性气体 冷却水
水
平流加料蒸发流程
即加热蒸气走向与并流相同，但原料液和完成液则分别从各 效中加入和排出。这种流程适用于处理易结晶物料。
电话：0551－66778230 传真：0551－65397781 QQ:44039024 Email:oechxcht@163.com
安徽奥森机械设备有限公司
一、多效蒸发器流程流程选择 二、蒸发器类型选择 三、蒸发器效数选择 四、MVR蒸发器介绍 五、蒸发器附属设备 六、六蒸发器选材
几个概念 * 加热蒸汽(生蒸汽)：蒸发过程所用的加热蒸汽； * 完成液：浓缩后的溶液； * 单效蒸发 ：产生的二次蒸汽不加利用，直接冷凝排出； * 多效蒸发：二次蒸汽作为串联使用的下一个蒸发器的加热
c.外热式蒸发器
外热式蒸发器 外热式蒸发 器的结构示于图片。这种 蒸发器的特点是加热室与 分离室分开，这样不仅便 于清洗与更换，而且可以 降低蒸发器的总高度。因 其加热管较长 （管长与管 径之比为50~100），同时 由于循环管内的溶液不被 加热，故溶液的循环速度 大，可达1.5m/s。
d.列文式蒸发器
MVR用压缩机选型
五、蒸发器的附属设备
1、除沫器
作用：进一步除去离开蒸发器的二次蒸气中夹带的液沫，避 免造成产品损失、污染冷凝器和堵塞管道。
结构：常见的几种除沫器如图所示。 其中，（a）-(e)装于 蒸发室顶部：（f）-（h）则在蒸发室之外，他们主要都是 利用液体的惯性以达到气液的分离。
(1) 溶液结晶类型和设备
六：腐蚀与选材
奥氏体不锈钢晶间腐蚀是通过 400—800℃加热时，过饱和的碳以铬 的碳化物形式沿晶界析出，使晶界附 近含铬量减少，耐腐蚀性能降低。
晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的 热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合 线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。
不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是 铬的质量分数必须大于12%。
三、效数选择
参数
单效
双效
三效
四效
蒸发量t/h 0.5~2
1.2~5
3.600~20 12~50
D/w
1.1Biblioteka Baidu
0.57
0.4
0.3
冷却水耗量 m3/h
93.3
46.67
30
23.3
五效 20~120 0.2 20
沸点升高较大的物料例如：氯化 镁溶液、氯化钙溶液选择效数少
四、MVR蒸发器
第一代：SEE单效，第二代：MEE多效，第三代：MVR机械再压缩， 第四代：MSF多级闪蒸
蒸汽。
蒸发操作的分类
按操作方式：间歇式、连续式； 按二次蒸汽的利用情况：单效蒸发、多效蒸发； 按操作压力：常压、加压、减压（真空）； 真空蒸发的优点：提高传热温差、利用低压蒸汽作为热源、 对热敏性物料的蒸发有利。
一、多效蒸发流程
把蒸发产生的二次蒸气引至另一操作压力较低的蒸 发器作为加热蒸气，并把若干个蒸发器串联组合使用， 这种操作称为多效蒸发。
水平降膜蒸发器更加节能
物料由喷淋系统喷洒 在水平蒸发管上产生 的水膜情况。 水平管降膜的热损失 只有竖管降膜蒸发的 三分之一。
(1)分配器(把液体均匀分配到各加热管中,形成液膜) ①齿形溢流口
②导流棒
③旋液导流器
螺纹导流管
切线进料旋流器
④分配筛板
是利用液体的自流作用进行 分配，它在管板上方方一定距 离水平安装一块筛孔板,筛孔对 准加热管之间的管板，当筛饭 上保持一定液层时，液体从筛 孔淋洒到管板上，液体离各加 热管口距离相等，就沿管板均 匀流散到各管子边沿，成薄膜 状沿管壁下流。
列文蒸发器的优点是循环速度大，传热效果好，由于 溶液在加热管中不沸腾，可以避免在加热管中析出晶体， 故适用于处理有晶体析出或易结垢的溶液。其缺点是设备 庞大，需要的厂房高。此外，由于液层静压力大，故要求 加热蒸汽的压力较高。
e.强制循环蒸发器
自然循环型蒸发器: 靠加热管与循环管内溶液的密度差引起溶液的循环 不宜处理粘度大、易结垢及有大量析出 结晶的溶液。 强制循环型蒸发器: 利用外加动力（循环泵）使溶液沿一定方向作高速循环流 动。一般循环速度在2.5m/s以上。
含有氯盐离子的废水需要浓缩结晶时 温度35℃以下时，材质选择2304双相不锈钢 温度在35℃～89℃时，材质选择2205双相不锈钢 温度在89℃以上时，材质选择2507双相不锈钢
RT：室温，BP：沸点
衬材 氯丁橡胶 耐磨性好，有极好的弹性，<80℃、一般水、污水, 高扯断力，耐一般低浓度酸 、泥浆、矿浆。碱盐介质的腐 蚀。 PTFE （聚四氟乙烯） 它是化学性能最稳定的一种 <180℃、 耐浓酸、碱，能耐沸腾的盐酸、硫酸等强腐蚀性介质，酸、 硝酸和王水，浓碱介质、高温有机溶剂，不耐三氟化氯、二 氟化氧。 F46(四氟乙烯和六氟丙烯共聚）化学稳定性、电绝缘性、润 滑性、不燃性好、〈180℃， 耐酸、王水和强氧化,F46材料 强度、耐老化性、耐温性好。 与金属粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有交好的抗撕裂性 能。