单效蒸(zheng)发(fa)器设计解析

单(dan)效(xiao)蒸(zheng)发器主(zhu)要由加热室(shi)(器(qi))和别离室(shi)(器(qi))两(liang)部(bu)分(fen)组成(cheng).别离室又(you)称(cheng)蒸(zheng)腾(teng)室.跟着(zhe)工(gong)业(ye)技(ji)术的(de)迅(xun)猛发展(zhan)，蒸腾(teng)设(she)备不(bu)断(duan)地改(gai)进(jin)和(he)立(li)异(yi)，

品种繁(fan)复，结(jie)构各异.其(qi)分(fen)类(lei)办(ban)法也(ye)有不同(tong).按(an)运(yun)用目(mu)的(de)分(fen)类，可(ke)分(fen)为(wei)浓(nong)缩(suo)用(yong)蒸(zheng)腾器和海(hai)水淡化(hua)蒸腾(teng)器等;按操(cao)作，可(ke)分(fen)为(wei)间歇(xie)式和

接(jie)连式;按(an)加(jia)热室的结构(gou)，可分为管式和(he)非管(guan)式;按(an)溶液在加(jia)热(re)室的运(yun)动(dong)状(zhuang)况，可分为(wei)循(xun)环(huan)型(xing)和(he)非循(xun)环(huan)型;按别离室(shi)压(ya)力(li)巨(ju)细(xi)，可分

为(wei)真空(kong)蒸(zheng)腾(teng)与(yu)常(chang)压蒸(zheng)腾;按别(bie)离室(shi)与加(jia)热室(shi)的相(xiang)对(dui)位(wei)置(zhi)，可(ke)分为(wei)外热(re)式和(he)内热(re)式(shi);因(yin)为(wei)液(ye)膜(mo)式(shi)蒸(zheng)腾器发(fa)展(zhan)很(hen)快，因(yin)而(er)，也有人按(an)膜

式蒸腾器和(he)非(fei)膜(mo)式(shi)蒸(zheng)腾(teng)器来分类.

外热(re)式蒸(zheng)腾(teng)器

外热(re)式蒸(zheng)腾器如(ru)图5-3所(suo)示。因(yin)为(wei)加热室(shi)是设备在别离室(shi)的外(wai)面，因而，不(bu)只(zhi)便(bian)于清洗(xi)和(he)替换(huan)，并(bing)且(qie)还可下(xia)降蒸腾(teng)器的总(zong)高度(du)。

这(zhe)种蒸腾器(qi)的(de)加热管(guan)较(jiao)长(zhang)(管(guan)的长径比l/d=50~100),循(xun)环(huan)管又(you)没(mei)有遭(zao)到蒸(zheng)汽(qi)加(jia)热(re)，这样就(jiu)更有(you)利于(yu)溶液循环(huan)速(su)度的进(jin)步(bu)，可(ke)达1.5m/s,

氧(yang)化铝厂的(de)蒸腾(teng)器(qi)多选(xuan)用(yong)这(zhe)种(zhong)型(xing)式(shi)的(de)，它适(shi)于处理(li)易结(jie)垢(gou)的溶(rong)液.

升膜(mo)式(shi)蒸腾(teng)器

升(sheng)膜式(shi)蒸腾器如图5-6所示(shi).其(qi)加热室(shi)由垂直长管组成(cheng)。常(chang)用的加热(re)管(guan)直(zhi)径为(wei)25~50mm,管长与管(guan)径之(zhi)比(bi)为(wei)100-150。质(zhi)料

液经(jing)预(yu)热(re)后(hou)由加热室(shi)的(de)底(di)部进入(ru)，在(zai)加(jia)热管内(nei)受热并(bing)迅速(su)欢腾(teng)汽(qi)化，所(suo)发(fa)生的二(er)次蒸汽(qi)在管(guan)内高(gao)速上(shang)升(sheng)。常压(ya)下二(er)次(ci)蒸(zheng)汽(qi)出加(jia)热管

的(de)速(su)度(du)应不(bu)低于(yu)1Om/s，一(yi)般(ban)为20~50m/s较合(he)适(shi);减压下可(ke)达100~160m/s，乃至(zhi)更(geng)高(gao)。溶液(ye)为(wei)高速(su)上(shang)升的蒸汽所带动(dong)，一边缘(yuan)管(guan)内壁

呈膜状上升，一边(bian)接连不(bu)断(duan)地被蒸腾(teng)。这(zhe)样(yang)，溶液(ye)在(zai)从加(jia)热(re)室底部(bu)上(shang)升(sheng)至顶部的(de)进程中(zhong)逐步被(bei)燕发(fa)，浓(nong)缩(suo)液与(yu)二(er)次(ci)蒸汽(qi)的(de)混合物(wu)进(jin)

入(ru)别(bie)离器(qi)后，完结液被(bei)别(bie)离(li)而从别离(li)器底(di)部(bu)排出(chu)，二(er)次(ci)蒸(zheng)汽(qi)则从别离(li)器(qi)上部(bu)排出(chu)。

升(sheng)膜式蒸(zheng)腾(teng)器适用(yong)于(yu)稀溶液、热(re)敏(min)性及易起泡的(de)溶(rong)液(ye)。较浓溶液的(de)蒸腾(teng)，汽(qi)化(hua)水(shui)量不多，难以达(da)到(dao)所(suo)要(yao)求的(de)二(er)次(ci)蒸汽速(su)度，故

不(bu)适用(yong)。对高(gao)枯(ku)度(du)、易结(jie)晶、易结垢的(de)溶(rong)液同(tong)样(yang)也不(bu)适用(yong).

降膜(mo)蒸腾(teng)器(qi)降(jiang)膜式(shi)蒸腾器如图(tu)5-7所示，料液由(you)上(shang)部进(jin)入(ru)，经过液(ye)体(ti)散布(bu)器(qi)使液(ye)体均(jun)匀(yun)地成(cheng)膜(mo)状(zhuang)沿(yan)着(zhe)管(guan)内壁(bi)在(zai)重力效果(guo)下(xia)下降(jiang)，在此进(jin)程中(zhong)

生成(cheng)蒸(zheng)汽和浓缩(suo)液的(de)混合物，由(you)加热(re)室下部抽出而(er)进入(ru)别离(li)室，完(wan)结(jie)汽(qi)、液(ye)别离。完(wan)结(jie)液由别(bie)离(li)室(shi)的(de)底(di)部排(pai)出(chu)，二(er)次蒸汽(qi)从(cong)别(bie)离(li)器(qi)

上部排出(chu)。

与(yu)升(sheng)膜(mo)式蒸(zheng)腾(teng)器(qi)比较，降膜式的(de)特色如(ru)下:

①降(jiang)膜(mo)式蒸腾(teng)器(qi)更适(shi)于热敏(min)性(xing)溶(rong)液的蒸(zheng)腾。因(yin)为(wei)降(jiang)膜(mo)式蒸腾(teng)器(qi)没(mei)有(you)静(jing)压强(qiang)效应(ying)，不会(hui)由(you)此(ci)引(yin)起温差(cha)丢失;一(yi)起(qi)，欢腾传(chuan)热(re)系(xi)数(shu)和

温(wen)度(du)差(cha)的(de)关(guan)系(xi)不(bu)大，即在(zai)较低的传热(re)温差(cha)下，传热(re)系(xi)数(shu)也(ye)较大(da)。

②降膜式(shi)蒸腾(teng)器(qi)适用于(yu)蒸腾(teng)量(liang)较(jiao)小的(de)场合(he).在(zai)降膜式蒸(zheng)腾(teng)器中发(fa)生(sheng)膜状活(huo)动的原因(yin)与升膜式的不同，前(qian)者是(shi)因(yin)为重(zhong)力效果(guo)及液(ye)体对

管壁的亲润(run)力(li)，而(er)使(shi)液体(ti)成膜(mo)状(zhuang)沿(yan)管(guan)壁(bi)下(xia)流(liu)，即不象后者(zhe)取(qu)决(jue)于(yu)管(guan)内(nei)二(er)次(ci)蒸(zheng)汽(qi)的(de)速(su)度。

③降(jiang)膜(mo)式蒸(zheng)腾器(qi)要设(she)置散(san)布(bu)器。因(yin)为降(jiang)膜(mo)式(shi)是(shi)借(jie)势(shi)力(li)效(xiao)果(guo)成膜的(de)，为(wei)使每(mei)根管内液体(ti)均匀散布(bu)，因(yin)而，蒸(zheng)腾(teng)器(qi)的(de)上部有(you)液(ye)体(ti)分

布器(qi)。并且(qie)散布(bu)器还尽量(liang)设(she)备(bei)得水平，避(bi)免(mian)液膜活动(dong)不均匀。升膜(mo)式蒸(zheng)腾器(qi)，则(ze)不(bu)需(xu)设备(bei)这(zhe)类(lei)散布(bu)设(she)备(bei)。

蒸腾(teng)器的(de)特(te)色

常(chang)见蒸(zheng)腾器(qi)的特(te)色(se)列(lie)于(yu)表(biao)5-4.

蒸腾(teng)器(qi)类(lei)型(xing)挑(tiao)选

(1)满(man)意(yi)工(gong)艺(yi)要求

①较(jiao)大的(de)传热系数(shu).

②合适溶(rong)液(ye)特(te)性，如粘(zhan)性(xing)、起泡性(xing)、热(re)敏(min)性(xing)、腐蚀(shi)性等.

③高(gao)效(xiao)地(di)别离(li)液(ye)沫(别离室(shi)内(nei)装设(she)捕(bu)计器(qi)).

①传热面上(shang)尘垢(gou)的生(sheng)成(cheng)速度(du)缓慢.

⑤溶(rong)液(ye)在蒸(zheng)腾进程中所(suo)分(fen)出的结晶(jing)体(ti)能排出(chu)。

⑥便(bian)利地(di)清(qing)洗传热(re)面(mian)。

⑦最(zui)终(zhong)的(de)二次蒸汽排(pai)出(chu)，得到(dao)妥善的(de)处理(li).

(2)满(man)意(yi)经济耍(shua)求(qiu)

①设备的(de)体(ti)积小，金属材料(liao)的消(xiao)耗量(liang)少。

②制(zhi)作(zuo)简(jian)单。

③设备、检(jian)修(xiu)便(bian)利(li)。

①设(she)备运用(yong)寿(shou)命长.

⑤出(chu)产(chan)牢(lao)靠.

⑧热(re)能利用充(chong)沛(pei)，操(cao)作费用(yong)低。

效数的(de)断(duan)定

在规划流(liu)程时(shi)应(ying)首先(xian)考虑选用单效蒸(zheng)腾，仍(reng)是选用多效(xiao)蒸(zheng)腾.为了(le)充沛利(li)用热能，出产中一(yi)般(ban)选用(yong)多(duo)效蒸(zheng)腾(teng)。因为(wei)在(zai)多(duo)效蒸腾中，

将(jiang)前(qian)一效(xiao)的(de)二次(ci)蒸汽(qi)作(zuo)为后(hou)效(xiao)的加热(re)蒸汽(qi)，故可节(jie)约加(jia)热蒸(zheng)汽(生(sheng)蒸(zheng)汽)的消(xiao)耗(hao)量。但(dan)不是(shi)效(xiao)数(shu)愈多(duo)愈好，多效蒸腾的(de)效(xiao)数遭到(dao)经(jing)济(ji)上

和(he)技(ji)术上的要素的(de)约(yue)束。

经济上的约束(shu)是(shi)指效数(shu)超越必(bi)定(ding)值则经济(ji)上(shang)不(bu)合算(suan)。在(zai)多(duo)效(xiao)蒸腾中，跟(gen)着效(xiao)数(shu)的添(tian)加，则总(zong)蒸(zheng)腾(teng)量(liang)相(xiang)一(yi)起(qi)所需的生(sheng)蒸汽量(liang)削(xue)减(jian)，

使操(cao)作费(fei)用下(xia)降(jiang)。但(dan)效(xiao)数越多，设(she)备费(fei)也越(yue)多(duo)，所以(yi)不能(neng)无约束(shu)地(di)添(tian)加(jia)效(xiao)数。最合(he)适的(de)效(xiao)数应使(shi)设(she)备费和操作费(fei)二者之和(he)为(wei)最(zui)小(xiao)。

技术(shu)上的(de)约束(shu)是(shi)指(zhi)效数(shu)过(guo)多时(shi)燕发(fa)操作(zuo)将(jiang)难以(yi)进(jin)行。多(duo)效(xiao)蒸(zheng)腾中(zhong)，第(di)一(yi)效(xiao)加热(re)蒸(zheng)汽温(wen)度(du)和(he)冷(leng)凝器(qi)的操作温(wen)度都是受约(yue)束的.即(ji)理(li)

论传(chuan)热总(zong)温(wen)差受(shou)约(yue)束，在(zai)具体操作(zuo)条(tiao)件下(xia)，此(ci)差(cha)值(zhi)为(wei)必(bi)定值(zhi)。当(dang)效数添加过多时(shi)，分(fen)配到各(ge)效(xiao)的(de)有用(yong)温(wen)度(du)差将(jiang)会小至无法(fa)确(que)保(bao)各效(xiao)发

生(sheng)正常(chang)的(de)欢腾状(zhuang)况(kuang)，蒸腾操(cao)作(zuo)将难以(yi)进行(xing)。所(suo)以(yi)效数也遭(zao)到约(yue)束.

出(chu)产(chan)中关于电(dian)解质溶(rong)液(ye)，如NaOH, NH4NO3等(deng)水(shui)溶(rong)液(ye)，因(yin)为(wei)其沸(fei)点升(sheng)高较大，故一(yi)般(ban)为(wei)2-3效(xiao);关(guan)于非电(dian)解质溶(rong)液(ye)，如(ru)有(you)机溶液等，

其(qi)沸(fei)点(dian)升(sheng)高较(jiao)小(xiao)，所以(yi)效(xiao)数可(ke)取(qu)4-6效(xiao)。真(zhen)实合(he)适(shi)的(de)效(xiao)数(shu)，应经(jing)过(guo)最优化的(de)办法来断(duan)定.

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