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蒸發(fā)技術(shù)
概述
蒸發(fā)是從溶液中除去部分溶劑的單元操作，是溶質(zhì)和溶劑混合液的分離過(guò)程。作為一種熱分離技術(shù)，蒸發(fā)裝置主要用于濃縮或分離液體溶質(zhì)、懸浮液和乳濁液。根據(jù)被蒸發(fā)的產(chǎn)品特性不同，就決定了蒸發(fā)器在選型、工藝流程、操作方式、設(shè)備布置等方面存在多樣性。
本公司在過(guò)去的十幾年間，在全國(guó)各地安裝運(yùn)行著多套蒸發(fā)裝置，擁有豐富的成功經(jīng)驗(yàn)。所有的設(shè)計(jì)都考慮到產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗、投資成本、方便操作等因素。制造設(shè)計(jì)水平都達(dá)到國(guó)際一流水平。
多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)
強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器是我公司研制的高效節(jié)能濃縮結(jié)晶設(shè)備，該設(shè)備在真空低溫條件下運(yùn)行，具有料液流速快、蒸發(fā)快、不易結(jié)垢等特性。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器由加熱室，蒸發(fā)室和，結(jié)晶器，循環(huán)泵，循環(huán)管等幾大部分組成。通過(guò)一臺(tái)循環(huán)泵，液體在列管中循環(huán)，在高于正常液體沸點(diǎn)下加熱至過(guò)熱沸騰。進(jìn)入分離器后，液體的壓力迅速下降導(dǎo)致部分液體閃蒸，蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入下一效蒸發(fā)器加熱或進(jìn)入冷凝器冷凝。
多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器工作原理圖：
強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器的特點(diǎn)：
1、全套系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、高效節(jié)能，蒸汽耗量低；
2、濃縮比大，粘度較大的料液容易蒸發(fā);
3、操作周期長(zhǎng)，沸騰、蒸發(fā)過(guò)程不在加熱表面而是在分離器中進(jìn)行，在列管中由結(jié)殼和沉淀產(chǎn)生的結(jié)垢現(xiàn)象被降低到最低限度。
4、蒸發(fā)器通過(guò)強(qiáng)制循環(huán)，在管內(nèi)受熱均勻，傳熱系數(shù)高，可防止"干壁" 現(xiàn)象。
不同效數(shù)蒸發(fā)蒸汽消耗量
| 生蒸汽 | 二次蒸汽 | 蒸汽消耗（理論） | 蒸汽消耗（實(shí)際） |
一效裝置 | 1kg/h | 1kg/h | 100% | 110% |
二效裝置 | 1kg/h | 2kg/h | 50% | 55% |
三效裝置 | 1kg/h | 3kg/h | 33% | 37% |
四效裝置 | 1kg/h | 4kg/h | 25% | 28% |
五效裝置 | 1kg/h | 5kg/h | 20% | 23% |
六效裝置 | 1kg/h | 6kg/h | 16.6% | 20% |
MVR蒸發(fā)技術(shù)
MVR蒸發(fā)器是指機(jī)械式熱能壓縮蒸發(fā)器，是國(guó)際上二十世紀(jì)九十年代末開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型高效蒸發(fā)設(shè)備。其工作原理是蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)機(jī)械式壓縮機(jī)（類似于鼓風(fēng)機(jī)）作用后，溫度提升5～8℃，返回蒸發(fā)器用于加熱熱源，新鮮蒸汽僅用于補(bǔ)充熱損失和補(bǔ)充進(jìn)出料熱焓，從而大幅度減少蒸發(fā)器對(duì)外來(lái)新鮮蒸汽的消耗。在MVR蒸發(fā)器中全部的蒸汽都被壓縮，所以熱效率更高。這樣，液體蒸發(fā)的二次蒸汽得到了充分的利用，生蒸汽的經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)于多效蒸發(fā)的30效。
目前國(guó)內(nèi)外多數(shù)的MVR蒸發(fā)裝置使用單級(jí)離心式風(fēng)機(jī)。MVR風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)提資很重要，它將影響和決定系統(tǒng)最終的蒸發(fā)量。對(duì)于不同干物濃度下沸點(diǎn)差異不大的物料，采用單臺(tái)風(fēng)機(jī)即可滿足；對(duì)于不同干物濃度下沸點(diǎn)差異較大的物料，采用兩臺(tái)風(fēng)機(jī)串聯(lián)，或使用多級(jí)壓縮風(fēng)機(jī)。MVR 蒸發(fā)裝置根據(jù)操作條件的不同，有時(shí)需要少量的額外蒸汽補(bǔ)充，有時(shí)又需將剩余的蒸汽冷凝來(lái)保持蒸發(fā)器總體的熱平衡和保證操作條件的穩(wěn)定。
MVR的技術(shù)參數(shù)：
蒸發(fā)一噸水需要耗電為20-50度電；
可以實(shí)現(xiàn)40℃的低溫蒸發(fā)（無(wú)需冷凍水系統(tǒng)）
MVR循環(huán)蒸發(fā)器工作原理圖：
采用MVR的優(yōu)點(diǎn)：
低能耗、運(yùn)行費(fèi)用低，MVR蒸發(fā)的能耗與30效蒸發(fā)器的能耗相當(dāng)。
低溫蒸發(fā)(適合于熱敏性物料)，無(wú)需冷凍設(shè)備。
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相當(dāng)于單效設(shè)備，且無(wú)冷卻設(shè)備、鍋爐設(shè)備等
升降膜蒸發(fā)技術(shù)：
升膜式蒸發(fā)器其加熱室由許多豎直長(zhǎng)管組成。常用的加熱管直徑為25～50mm，管長(zhǎng)和管徑之比約為100～150。料液經(jīng)預(yù)熱后由蒸發(fā)器底部引入，在加熱管內(nèi)受熱沸騰并迅速汽化，生成的蒸汽在加熱管內(nèi)高速上升，一般常壓下操作時(shí)適宜的出口汽速為20～50m/s，減壓下操作時(shí)汽速可達(dá)100至160m/s或更大些。溶液則被上升的蒸汽所帶動(dòng)，沿管壁成膜狀上升并繼續(xù)蒸發(fā)，汽、液混合物在分離器2內(nèi)分離，完成液由分離器底部排出，二次蒸汽則在頂部導(dǎo)出。須注意的是，如果從料液中蒸發(fā)的水量不多，就難以達(dá)到上述要求的汽速，即升膜式蒸發(fā)器不適用于較濃溶液的蒸發(fā)；它對(duì)粘度很大，易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料也不適用。
降膜式蒸發(fā)器和升膜式蒸發(fā)器的區(qū)別在于，料液是從蒸發(fā)器的頂部加入，在重力作用下沿管壁成膜狀下降，并在此過(guò)程中蒸發(fā)增濃，在其底部得到濃縮液。由于成膜機(jī)理不同于升膜式蒸發(fā)器，故降膜式蒸發(fā)器可以蒸發(fā)濃度較高、粘度較大（例如在0.05～0.45Ns/m2范圍內(nèi)）、熱敏性的物料。但因液膜在管內(nèi)分布不易均勻，傳熱系數(shù)比升膜式蒸發(fā)器的較小，仍不適用易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料。 由于溶液在單程型蒸發(fā)器中呈膜狀流動(dòng)，因而對(duì)流傳熱系數(shù)大為提高，使得溶液能在加熱室中一次通過(guò)不再循環(huán)就達(dá)到要求的濃度，因此比循環(huán)型蒸發(fā)器具有更大的優(yōu)點(diǎn)。溶液不循環(huán)帶來(lái)好處有：（1）溶液在蒸發(fā)器中的停留時(shí)間很短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)；（2）整個(gè)溶液的濃度，不像循環(huán)型那樣總是接近于完成液的濃度，因而這種蒸發(fā)器的有效溫差較大。其主要缺點(diǎn)是：對(duì)進(jìn)料負(fù)荷的波動(dòng)相當(dāng)敏感，當(dāng)設(shè)計(jì)或操作不適當(dāng)時(shí)不易成膜，此時(shí)，對(duì)流傳熱系數(shù)明顯下降。
造粒技術(shù)：
我公司造粒技術(shù)是在氯化鈣沸騰床造粒的基礎(chǔ)上發(fā)展開(kāi)來(lái)的。集合國(guó)外技術(shù)與自身技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷攻克造粒難點(diǎn)，現(xiàn)已用在氯化鈣的各種形式造粒方式都得到了成功。并且根據(jù)客戶要求拓展到其它產(chǎn)品。
沸騰床造粒，回轉(zhuǎn)窯造粒，高塔造粒，機(jī)械造粒等
以氯化鈣為例，各種形式的造粒原理如下：
1.沸騰床造粒原理：
造粒系統(tǒng)機(jī)理簡(jiǎn)介：將物料配制溶液采用霧化的形式噴入流化床造粒機(jī)內(nèi)，霧化液滴直接接觸劇烈流化的物料層（晶核層），霧滴在脫去水分前粘附在晶核表面，形成局部浸潤(rùn)層，同時(shí)較為細(xì)小的料層粉末被局部浸潤(rùn)層粘附，局部浸潤(rùn)層水分逐漸被脫除，料層粉末與霧滴由于水分脫除而形成了層狀物粘附在晶核表面，晶核顆粒得到增大，此過(guò)程反復(fù)進(jìn)行。在流化床造粒區(qū)域內(nèi)，晶核不斷接受霧化液滴的粘附，以及晶核之間的撞擊再加上水分的逐漸脫除，因此，顆粒的增大是逐漸的、層疊的、均勻的，與水分的蒸發(fā)也是同步進(jìn)行；所以，此種方法造粒提供了均勻致密的結(jié)構(gòu)，提高了顆粒的強(qiáng)度。其造粒機(jī)理大部分是涂層累積造粒，少部分是團(tuán)聚造粒。
1.沸騰床造粒原理圖：
2.回轉(zhuǎn)窯造粒原理圖：
3.高塔造粒原理圖：