多效蒸发.doc

多效蒸发多效蒸发:将一个蒸发器蒸发出来的蒸汽引入下一蒸发器,利用其凝结放出的热加热蒸发器中的水,两个或多于两个串联以充分利用热能的蒸发系统。特点是几个蒸发器连接起来操作,前一蒸发器内蒸发时所产生的二次蒸汽用作后一蒸发器的加热蒸汽。常用的有双效蒸发、三效蒸发、四效蒸发等。蒸发过程进行的必要条件是不断地向溶液供给热能和不断地去除所产生的溶剂蒸气。第一个蒸发器(称为第一效)以生蒸汽作为加热蒸汽,其余两个(称为第二效、第三效)均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽,从而可大幅度减少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽,故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向依次降低?。通常第一效在一定的表压下进行操作,第二效的压强较低,从而造成适宜的温度差,使第二效蒸发器中的液体得以蒸发。同理,多个蒸发器中的温度经过一定时间后,压力差及温度差自行调整而达到稳定,使蒸气能连续进行。依据二次蒸汽和溶液的流向,多效蒸发的流程可分为:①并流流程。溶液和二次蒸汽同向依次通过各效。由于前效压力高于后效,料液可借压差流动。但末效溶液浓度高而温度低,溶液粘度大,因此传热系数低。②逆流流程。溶液与二次蒸汽流动方向相反。需用泵将溶液送至压力较高的前一效,各效溶液的浓度和温度对粘度的影响大致抵消,各效传热条件基本相同。③平流法系指原料液平行加入各效,完成液亦分别自各效排出。蒸汽的流向仍由第一效流向末效。④工业生产中有时还有一些其它的流程。例如,在一个多效蒸发流程中,加料的方式可既有并流又有逆流,称为错流法。①并流法的优点是:溶液从压力和温度较高的蒸发器流向压力和温度较低的蒸发器,故溶液在效间的输送可以利用效间的压差,而不需要泵送。同时,当前一效溶液流入温度和压力较低的后一效时,会产生自蒸发(闪蒸),因而可以多产生一部分二次蒸汽。此外,此法的操作简便,工艺条件稳定。并流法的缺点是:随着溶液从前一效逐效流向后面各效,其浓度增高,而温度反而降低,致使溶液的粘度增加,蒸发器的传热系数下降。因此,对于随浓度的增加其粘度变化很大的料液不宜采用并流。②逆流法的优点是:随溶液的浓度沿着流动方向的增高,其温度也随之升高。因此因浓度增高使粘度增大的影响大致与因温度升高使粘度降低的影响相抵,故各效溶液的粘度较为接近,各效的传热系数也大致相同。逆流法的缺点是:溶液在效间的流动是由低压流向高压,由低温流向高温,必须用泵输送,故能量消耗大。此外,各效(末效除外)均在低于沸点下进料,没有自蒸发,与并流法相比,所产生的二次蒸汽量较少。总结:一、多效蒸发与单效蒸发的比较①加热蒸汽的经济性前已述及,多效蒸发旨在通过二次蒸汽的再利用,提高加热蒸汽的利用程度,从而降低能耗。设单效蒸发与n效蒸发所蒸发的水量相同,则在理想情况下,单效蒸发时单位蒸汽用量为(D-加热蒸汽耗量、W-水的蒸发量),而n效蒸发时(kg蒸汽/kg水)。如果考虑了热损失、各种温度差损失以及不同压力下汽化潜热的差别等因素,则多效蒸发时单位蒸汽用量比稍大。表1示出了多效蒸发时单位蒸汽消耗量的理论值与实际值。表1不同效数蒸发的单位蒸汽消耗量效数1 2345eT,kg蒸汽/,kg蒸汽/      表中eT~理论值;ep~实际值由表1可知,效数越多,单位蒸汽的消耗量越小,相