多效蒸发器
原则;原理;准则
这是一种利用自然对流或强制对流进行热传递的设备。在蒸发器中,蒸汽被用来加热含有目标成分的溶液。当溶液被加热时,其中的水分会转化为蒸汽并发生冷凝。随后,这些浓缩后的蒸汽会被移除或送入第二个蒸发器进行进一步的浓缩过程。使用单个蒸发器进行浓缩的系统被称为单效蒸发器系统;而使用多个蒸发器进行浓缩的系统则被称为多效蒸发器系统。多效蒸发器通过将一个蒸发器产生的蒸汽输送到另一个蒸发器的蒸汽箱中来实现连续的浓缩过程。在这种系统中,初始蒸汽所携带的热量会在后续的蒸发步骤中被重复利用。建筑;施工;建造
图中所示的多效蒸发器由三个蒸发器组成,具体为三效蒸发器。垂直管式蒸发器的其他结构部分保持不变。图中展示了如何利用第一个蒸发器产生的蒸汽来加热第二个蒸发器。与第二个蒸发器一样,第三个蒸发器也是由第二个蒸发器的真空泵产生的蒸汽进行加热的。最后一个蒸发器同样连接着一个真空泵。工作;运作;运转
三效蒸发器(3-stage evaporator)是一种管式强制循环蒸发器。在第一效中,使用高温蒸汽将溶剂从物料中蒸发出来;在第二效中,蒸发的溶剂在常压下继续用于蒸发物料;在第三效中,利用第二效产生的浓缩物料进一步蒸发其中的溶剂。第三效中蒸发的溶剂最终在蒸汽冷凝器的另一侧与冷却水混合冷凝。这三个过程中产生的冷凝液都被收集到冷凝液接收罐中。这些冷凝液中的纯溶剂可以重新用于后续的生产过程。用途;应用
随着蒸汽压力的降低,多效蒸发器的第二个效应会使得沸点下降。多效蒸发就是利用蒸汽分子中的潜热进行重复利用的过程。优点;长处
- 可以大规模且连续地进行操作。
- 与单一效果相比,这种方法具有很高的经济效益。
- 大约可以安装五台蒸发器。
- 尽可能高效地利用输入能量(即实现蒸汽的节约使用)。
- 运行整个系统所需的能量更少。
- 压缩负荷减少了,从而降低了冷却水的需求。
- 控制酒液的流动。
- 能够轻松收集和处理污浊的冷凝液。
缺点;不足之处
它的缺点是需要较大的空间(即“headroom”)。在降膜蒸发器中,管子的压力降较大。管子底部的静水压力可能会影响温度的稳定性。多效蒸发器的经济性
多效蒸发器的效率和容量是经过测量的。蒸发器的容量以每小时蒸发的水质量(千克)来表示。根据这一指标,蒸发的水量取决于每千克水蒸气所消耗的总蒸汽量。单效蒸发器的蒸汽利用率大约为0.8(<1)。与单效蒸发器相比,n效蒸发器的容量是单效蒸发器的n倍,其蒸汽利用率则为0.8n。由于需要连接管道、阀门和泵,将液体从一效输送到另一效的成本会更高。就能源成本而言,多效蒸发器似乎能提供最佳效果,因为热量可以被反复利用,而在第二效及后续效次中蒸发过程几乎是“无成本”的。然而,这种节能效果也伴随着一定的代价(即更高的设备投资或运行成本)。