蒸發(fā)結(jié)晶是化工工藝中一個常用操作單元，常被應(yīng)于食品、制藥、生物、環(huán)保、石油化工等多種領(lǐng)域。然而越來越多樣化的設(shè)備，讓設(shè)備選型成了我們最頭疼的問題。小編教你如何選擇蒸發(fā)設(shè)備從更有效、更經(jīng)濟的角度選擇合適的設(shè)備。

如何選擇蒸發(fā)器

   選擇蒸發(fā)器，必須明確以下事項，才能正確選擇蒸發(fā)工藝流程、蒸發(fā)器設(shè)備形式、材質(zhì)。

1.確定蒸發(fā)的目的

    提高溶液的濃度；濃縮溶液并回收溶劑；制備純凈的溶劑；廢水零排放。

2.確定蒸發(fā)參數(shù)

    進(jìn)料溫度、濃度；出料溫度濃度；總進(jìn)料量；總蒸發(fā)量。

3.確定蒸發(fā)溶液的特性

• 3.1、溶液的熱敏性以及可以承受的最高溫度；

• 3.2、溶液的腐蝕性；

• 3.3、各濃度下溶液的沸點升；

• 3.4、溶液的粘度；

• 3.5、溶液的飽和濃度；

• 3.6、溶液的密度。

4.確定公用工程參數(shù)

     4.1電源；

     4.2蒸汽壓力；

• 4.3冷卻水進(jìn)水及允許的回水溫度。

5.如何使蒸汽更節(jié)能？

• 二次蒸汽的再壓縮設(shè)計：蒸汽噴射式熱泵（TVR），機械壓縮式熱泵（MVR）；

• 在合理的范圍內(nèi)，盡量增加效數(shù)；

• 回收冷凝水及排出蒸發(fā)器物料的顯熱；

• 正確選擇進(jìn)料泵、循環(huán)泵；

• 使溶液沸點進(jìn)料；

• 選擇合理的冷凝器形式和正確的排氣口位置；

• 減少熱損失。

6.如何使蒸器投資更節(jié)??？

   工藝流程的優(yōu)化設(shè)計是投資節(jié)省的關(guān)鍵所在，例如優(yōu)化設(shè)計液柱靜壓，使冷凝水不回流、不倒灌，這樣通常的多臺冷凝水罐，只需設(shè)計一臺就可以。

    就蒸發(fā)形式而言，要優(yōu)先選擇降膜蒸發(fā)器，因為降膜沒有液柱靜壓力，純熱溫差顯著高于其它形式如果出于物料特性的原因選擇其它形式的蒸發(fā)器，那么也應(yīng)強化管內(nèi)循環(huán)流速的設(shè)定，實驗證明提高流速可以使所需蒸發(fā)面積明顯減少；

   另外，蒸發(fā)器的效數(shù)要嚴(yán)格控制，實驗證明，單效到雙效蒸汽節(jié)省50%，而從四效到五效蒸汽節(jié)省僅增加10%。節(jié)省投資也很有意義，其實過大的蒸發(fā)面積不僅會增加投資更會導(dǎo)致計劃外結(jié)垢，結(jié)晶導(dǎo)致傳熱系數(shù)降低，降低設(shè)備整體的運行經(jīng)濟性。

蒸發(fā)器的選型及不同蒸發(fā)器的對比

    現(xiàn)今國內(nèi)的蒸發(fā)器類型日益增多，應(yīng)對不同的物料也有著不同的蒸發(fā)器應(yīng)對，以下介紹關(guān)于三種蒸發(fā)器的特點和優(yōu)勢；

多效----MEE；

   熱力蒸汽再壓縮---TVR；

   機械蒸汽再壓縮----MVR。

   蒸發(fā)、蒸餾、蒸發(fā)結(jié)晶、蒸發(fā)干燥裝置都是高能耗的。能耗在這些裝置的運行成本中占很大的比例，因此單位能耗的降低和優(yōu)化對降低整個運行成本至關(guān)重要。

   目前有三種主要的技術(shù)實現(xiàn)比能耗的最小化，可單獨應(yīng)用，也可聯(lián)合應(yīng)用：多效技術(shù)、熱力蒸汽再壓縮技術(shù)、機械蒸汽再壓縮技術(shù)，以上三種蒸發(fā)技術(shù)當(dāng)中，MVR是比能耗最低的。

1.多效蒸發(fā)技術(shù)

   在多效降膜蒸發(fā)器設(shè)備中，由新蒸汽加熱第一效產(chǎn)生的蒸汽不進(jìn)入冷凝器，而是作為第二效的加熱介質(zhì)得以再次利用。這樣可以將新蒸汽消耗有效降低約50%。重復(fù)利用此原理，可進(jìn)一步降低新蒸汽消耗。

   第一效的最高加熱溫度與最后一效的最低沸點溫度形成了總溫差，分布于各個效。結(jié)果，每效溫差隨效數(shù)增加而減小。所以為達(dá)到指定的蒸發(fā)速率必須增大加熱面積。初步估算表明，用于所有效的加熱面積隨效數(shù)成比例增加，這樣一來蒸汽節(jié)省量逐漸減少的同時，投資費用顯著增加。

2.熱力蒸汽再壓縮技術(shù)

   熱力蒸汽再壓縮時，根據(jù)熱泵原理，來自沸騰室的蒸汽被壓縮到加熱室的較高壓力；即能量被加到蒸汽上。由于與加熱室壓力相對應(yīng)的飽和蒸汽溫度更高，使得蒸汽能夠再用于加熱。為此采用蒸汽噴射壓縮器。

   它們是根據(jù)噴射泵原理來操作，沒有活動件，設(shè)計簡單而有效，并能確保最高的工作可靠性。使用一臺熱力蒸汽壓縮器與增加一效蒸發(fā)器具有相同的節(jié)省蒸汽/節(jié)能效果。

   熱力蒸汽壓縮器的操作需要一定數(shù)量的新蒸汽，即所謂的動力蒸汽。這些動力蒸汽必須被傳送到下一效，或者被送至冷凝器作為殘余蒸汽。包含在殘余蒸汽中的剩余能量大約與動力蒸汽所提供的能量相當(dāng)。

3.機械蒸汽再壓縮技術(shù)

   機械蒸汽再壓縮時，通過機械驅(qū)動的壓縮機將蒸發(fā)器蒸出的蒸汽壓縮至較高壓力。因此再壓縮機也作為熱泵來工作，給蒸汽增加能量。

   與用循環(huán)工藝流體（即封閉系統(tǒng)，制冷循環(huán)）的壓縮熱泵相反，因為蒸汽再壓縮機是作為開放系統(tǒng)來工作，故可將其視為特殊的壓縮熱泵。在蒸汽壓縮和隨后的加熱蒸汽冷凝之后，冷凝液離開循環(huán)。加熱蒸汽（熱的一側(cè)）與二次蒸汽（冷的一側(cè)）被蒸發(fā)器的換熱表面分隔開來。

開放式壓縮熱泵與封閉式壓縮熱泵的對比表明：在開放系統(tǒng)中的蒸發(fā)器表面基本上取代了封閉系統(tǒng)中工藝流體膨脹閥的功能。通過使用相對少的能量，即在壓縮熱泵情況下的壓縮機葉輪的機械能，能量被加入工藝加熱介質(zhì)中并進(jìn)入連續(xù)循環(huán)。在此情況下，不需要一次蒸汽作為加熱介質(zhì)。

4.MVR的優(yōu)勢

在多效熱力蒸汽再壓縮系統(tǒng)中，待釋放的冷凝熱仍然很高。在多效裝置中，如果有n效，冷凝熱約為一次能量輸入的1/n。而且，蒸汽噴射壓縮器只能壓縮一部分的二次蒸汽，動力蒸汽的能量必須作為余熱釋放給冷卻水。

然而，開放式壓縮熱泵原理的使用可以顯著減少甚至消除通過冷凝器釋放的熱量。為達(dá)到最終的熱平衡，可能需要少量的剩余能量或殘余蒸汽的冷凝，因此允許恒定的壓力比和穩(wěn)定的操作條件。

采用機械蒸汽再壓縮的原因：

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• 單位能量消耗低；

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• 因溫差低使產(chǎn)品的蒸發(fā)溫和；

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• 由于常用單效使產(chǎn)品停留時間短；

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• 工藝簡單，實用性強；

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• 部分負(fù)荷運轉(zhuǎn)特性優(yōu)異；

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• 操作成本低。

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如何合理有效的選擇多效蒸發(fā)器

1.效數(shù)的選擇

主要考慮處理量的大小、被蒸發(fā)物料的沸點升高值，以及設(shè)備的多少。

處理量大宜采用多效操作；效數(shù)越多，蒸汽消耗越小，設(shè)備投資越高；沸點升高值大，則有效溫差小，采用的效數(shù)應(yīng)減小。

2.乏汽冷凝器的選擇

乏汽（未效二次蒸汽）須回收時應(yīng)采用間接冷凝器，如列管式、螺旋板式換熱器；乏汽不需回收時宜采用直接冷凝器，如直接大氣冷凝器、水噴射泵冷凝等。末效為常壓蒸發(fā)時還可將乏汽直接排空，不設(shè)冷凝器。

3.流程的選擇

順流操作時，后效蒸發(fā)室的壓強較前效低，溶液在效間的輸送所需泵的功率小。另外，由于后效蒸發(fā)溫度較效低，故前效溶液進(jìn)入后效后，會閃蒸出部分蒸汽，故生蒸汽消耗少。

但順流流程時后效的濃度高、溫度低、粘度增高、傳熱速率小。逆操作時與順流操作相反，前效溫度高、濃度高，后效溫度低、濃度低，使各效的傳熱速率接近，但所需效間過料泵功率大，蒸汽消耗多。

不適于處理熱敏性物料，也不適于隨著溫度和濃度提高， 介質(zhì)腐蝕性 增強的物料。此處還可以根據(jù)物料的具體情況采用平流及混流流程。

4.加熱面積

蒸發(fā)器加熱面積的確定由物料平衡、熱量平衡、傳熱計算和采用的流程形式等因素綜合考慮后決定。

多效蒸發(fā)器從用途來分，可分為普通多效蒸發(fā)系統(tǒng)和強制循環(huán)多效蒸發(fā)器，強制循環(huán)蒸發(fā)器是用多臺外循環(huán)蒸發(fā)器的基礎(chǔ)上再增加外循環(huán)泵。一般來說，帶熱泵的雙效蒸發(fā)系統(tǒng)的能耗與三效蒸發(fā)系統(tǒng)差不多，可以加大物料在蒸發(fā)管內(nèi)的流速，提高傳熱效果，增加蒸發(fā)強度。強制循環(huán)蒸發(fā)器可用于在蒸發(fā)過程中有結(jié)晶，且是非熱敏性物料的場合。

離心式刮板薄膜蒸發(fā)器的選型須知

對于離心式刮板薄膜蒸發(fā)器來講，我們在選型時，應(yīng)考慮到哪些呢？

蒸發(fā)面積：

根據(jù)處理量及進(jìn)出料濃度，來計算出單位時間內(nèi)的蒸發(fā)量。

真空度：

只要能夠滿足蒸發(fā)要求就行了，真空度不需要過高。

刮板形式及材質(zhì)：

刮板形式主要是根據(jù)物料粘度、結(jié)晶傾向以及泡沫等進(jìn)行合適的選擇，材質(zhì)則是要考慮到蒸發(fā)溫度等。