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濃縮蒸發器的選型技巧及計算內容

閱讀:4451        發布時間:2020-5-28

濃縮蒸發器的選型技巧及計算內容

 

一、濃縮蒸發器選型時應該注意的蒸發器性能

1、通過蒸發是否是進步物料的濃度,物料質量百分比或波美度具體數值是什么;
   2、通過蒸發濃縮溶液并回收溶劑,需要清晰溶劑的相關物理特性,如受熱溫度限值、沸點及沸點升等;
   3、通過蒸發進行除雜,制備純潔溶劑,有些物料內含多種有機雜質,每種雜質相關物性盡可能供給詳細;
   4、通過蒸發設備的改造或者挑選愈加適宜的蒸發器代替現在出產工藝。這種情況就得向我們供給原有出產工藝的優缺點;
   5、蒸發參數的供給:物料進料溫度、濃度或密度、流動性如何、沸點升、受熱溫度及時間限值(熱敏性)、出料濃度及溫度要求、進料量、物料的PH值(特別物料隨溫度變化而變化的物性特色是什么);
   6、冷凝水的處理方式:回前道工序仍是直接排放(要契合當地環保部門的排放規范)、作為純水使用;
   7、蒸發器采購方工廠狀況:能供給的電壓、冷卻水(當地冬夏兩季溫度、地表水或地下水含氧量高低)、蒸汽壓力、場所高度、設備保溫及是否是不間斷運行;
   8、易損易耗件的準備:如電機、泵、密封件等;

二、濃縮蒸發器選型時應該需要計算的內容:

1、蒸發水量的計算
          
       式中:
       F——原料液量,kg/h;
       W——蒸發水量,kg/h;
       L——出料量,kg/h;
       x0——原料液中溶質的濃度,質量分數;
       x1——出料晶漿中溶質的濃度,質量分數。
     2、加熱蒸汽消耗量的計算 
       加熱蒸汽用量可通過熱量衡算求得, 
       考慮溶液濃縮熱不大,對熱量衡算公式化簡可寫成:
       
       式中: QL ——熱損失,可取Q的某一百分數,kJ/kg ;
       c0——為原料的比熱,kJ/(kg·℃) 。
       r 、r´——分別為加熱蒸汽和二次蒸汽的汽化潛熱,kJ/kg。
       若原料由預熱器加熱至沸點后進料(沸點進料),即t0=t1,并不計熱損失,則可寫為:
          或                                      
       式中:D/W稱為單位蒸汽消耗量,它表示加熱蒸汽的利用程度,也稱蒸汽的經濟性。由于蒸汽的汽化潛熱隨壓力變化不大,故 r = r´。對單效蒸發而言,D/=1,即蒸發一千克水需要約一千克加熱蒸汽,實際操作中由于存在熱損失等原因,D/≈1。可見單效蒸發的能耗很大,是很不經濟的。
  3、傳熱面積的計算
       蒸發器的傳熱面積可通過傳熱速率方程求得,即:
                                
       式中: ——蒸發器的傳熱面積,m2;
       K ——蒸發器的總傳熱系數,W/(m2•K);
       Δtm——傳熱平均溫度差,℃;
       Q ——蒸發器的熱負荷,W或kJ/kg。
       式中,Q可通過對加熱室作熱量衡算求得。若忽略熱損失,Q即為加熱蒸汽冷凝放出的熱量,即
        
       但在確定Δtm和K時,卻有別于一般換熱器的計算方法。
       (一)平均溫度差Δtm的確定
       在蒸發操作中,蒸發器加熱室一側是蒸汽冷凝,另一側為液體沸騰,因此其傳熱平均溫度差應為:
        
       式中: T ——加熱蒸汽的溫度,℃;
       t1 ——操作條件下溶液的沸點,℃ 。

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