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多效濃縮蒸發(fā)器
多效濃縮蒸發(fā)器
在蒸發(fā)生產(chǎn)中，二次蒸氣的產(chǎn)量較大，且含大量的潛熱，故應(yīng)將其回收加以利用，若將二次蒸氣通入另一蒸發(fā)器的加熱室，只要后者的操作壓強(qiáng)和溶液沸點(diǎn)低于原蒸發(fā)器中的操作壓強(qiáng)和沸點(diǎn)，則通入的二次蒸氣仍能起到加熱作用，這種操作方式即為多效蒸發(fā)。
多效蒸發(fā)中的每一個(gè)蒸發(fā)器稱為一效。凡通入加熱蒸汽的蒸發(fā)器稱為效，用效的二次蒸氣作為加熱劑的蒸發(fā)器稱為第二效，依此類推。采用多效蒸發(fā)器的目的是為了節(jié)省加熱蒸氣的消耗量。理論上，1kg加熱蒸氣大約可蒸發(fā)1千克水。
但由于有熱損失，而且分離室中水的汽化潛熱要比加熱室中的冷凝潛熱大，因此，實(shí)際上蒸發(fā)一千克的水所需要的加熱蒸氣超過(guò)1kg。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，蒸氣的經(jīng)濟(jì)性(U=W/D)，單效為0.91；雙效為1.76；三效為2.5：四效為3.33；五效為3.71等。可見(jiàn)隨著效數(shù)的增加，W/D的增長(zhǎng)率逐漸下降。例如，由單效改為雙效時(shí)，加熱蒸汽大約可節(jié)省50%；而四效改為五效時(shí)，加熱蒸汽只節(jié)省10%。但是，隨著效數(shù)的增加，傳熱的溫度差損失增大，使得蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度大大下降，設(shè)備費(fèi)用成倍增加。當(dāng)效數(shù)增加到一定程度后，由于增加效數(shù)而節(jié)省的蒸氣費(fèi)用與所增添的設(shè)備費(fèi)相比較，可能會(huì)得不償失。
工業(yè)上必須對(duì)操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)作出權(quán)衡，以決定的效數(shù)。的為2～3效，多為6效。 [2]
編輯
多效蒸發(fā)中效加入加熱蒸汽，從效產(chǎn)生的二次蒸汽作為第二效的加熱蒸汽，而第二效的加熱室卻相當(dāng)于效的冷凝器，從第二效產(chǎn)生的二次蒸汽又作為第三效的加熱蒸汽，如此串聯(lián)多個(gè)蒸發(fā)器，就組成了多效蒸發(fā)。由于多效操作中蒸發(fā)室的操作壓力是逐效降低的，故在生產(chǎn)中的多效蒸發(fā)器的末效帶與真空裝置連接。各效的加熱蒸汽溫度和溶液的沸點(diǎn)也是依次降低的，而完成液的濃度是逐效增加的。后一效的二次蒸汽進(jìn)入冷凝器，用水冷卻冷凝成水而移除。
為了合理利用有效溫差，行根據(jù)處理物料的性質(zhì)，通常多效蒸發(fā)有下列三種操作流程。
并流流程
右圖為為并流加料三效蒸發(fā)的流程。溶液和二次蒸汽同向依次通過(guò)各效。
這種流程的優(yōu)點(diǎn)為：料液可藉相鄰二效的壓力差自動(dòng)流入后一效，而不需用泵輸送，同時(shí)，由于前一效的沸點(diǎn)比后一效的高，因此當(dāng)物料進(jìn)入后一效時(shí)，會(huì)產(chǎn)生自蒸發(fā)，這可多蒸出一部分水汽。這種流程的操作也較簡(jiǎn)便，易于穩(wěn)定。但其主要缺點(diǎn)是傳熱系數(shù)會(huì)下降，這是因?yàn)楹笮蚋餍У臐舛葧?huì)逐漸增高，但沸點(diǎn)反而逐漸降低，導(dǎo)致溶液黏度逐漸增大。