加热蒸汽的经济性和蒸发过程的节能措施.ppt

合肥学院 10化工（4） 张国兵 加热蒸汽的经济性和蒸发过程的节能措施 p294 节能的意义 多效蒸发 额外蒸汽的采用 热泵蒸发 冷凝水热量的利用 节能的意义 一是通过节能可以改革不合理的工业结构与产业结 构，把一些费能型的经济模式逐步转变为比例恰当 的省能型经济模式； 二是通过节能可以促进工业技术改造和设备更新换 代，以带动整个工业部门的发展和提高； 三是通过节能以加强能源管理，改善经济工作，提 高整个工业的科学管理水平； 四是通过节能以降低产品的成本，提高市场竞争力 和企业经济效益； 五是节能有利于保护环境。 多效蒸发 定义：将前效的二次蒸压作为下一效加热蒸汽 的串联蒸发装置称为多效蒸发。 在多效蒸发中，各效的操作压力、相应的加 热蒸汽温度与溶液沸点的依次降低。因此， 只有当生蒸汽的压力较高或末效采用真空的 前提下才能实现多效加热。多效蒸发中，只 有第一效用生蒸汽加热，其余各效均利用二 次蒸汽加热，故加热蒸汽的经济性大为提高 。 （一）多效真空蒸发及其特点 1、顺流加料法 料液和蒸汽的流向相同，均由第一效顺序至末效，故 也称并流加料法。 2、逆流加料法 原料液由末效进入，用泵依次输送至前一效，浓缩液 由第一效下部排出。加热蒸汽的流向则由第一效顺序 至末效。 3、平流加料法 每效都平行送入原料液和排出浓缩液。加热蒸汽则由 第一效依次至末效。 4、混流加料法 多效蒸发过程同时采用顺流和逆流加料法，即某些效 用顺流，某些效用逆流，充分利用各流程的优点。 （二）多效蒸发的温差分配与效数 1、多效蒸发的温差分配 确定各效有效温差，常用的有以下几种方法： （1） 各效传热面积相等原则 （2） 邻效间等压差原则 （3） 各效蒸发量按比例法 知道各效的蒸发量，可计算各效浓缩料液的浓 度及料液的沸点。 2、多效蒸发的效数 （1）增加效数的优缺点 优点蒸发单位重量的水的蒸汽消耗降低，冷却 水的耗量愈少，热能得到的充分利用； 缺点电耗、蒸发器、预热器的热交换面积增大 ，费用相应增加 （2）限制效数的原因 物料性质的限制 设备费用增加 温差损失的增加 额外蒸汽的采用 额外蒸汽的采出是指将蒸发装置的二次蒸汽用 作其他加热设备热源的那部分蒸汽。由于将饱 和水蒸汽用作加热介质时，主要是利用蒸汽的 相变潜热，对蒸发来说，只是将加热蒸汽转变 为品位较低的二次蒸汽。在大多数蒸发中，将 二次蒸汽引出作为他用，品味较低的二次蒸汽 的潜热可完全利用，这样就可大大降低整个工 厂的能耗。 热泵蒸发 热泵蒸发即将二次蒸汽在压缩的操 作过程，如图所示。它是将二次蒸 汽用压缩机压缩，提高其压力（即 提高温度），并在送入原来的蒸发 装置中作为加热蒸汽。这样，除了 开工时外，不必再有外界供给加热 蒸汽，即可连续进行加热蒸发。热 泵蒸发中不仅二次蒸汽的潜热得以 完全利用，而且不消耗冷却水，压 缩二次蒸汽所需的压缩功是相对较 低的，从总体来说能耗大大降低。 但是热泵蒸发不适合 于沸点升高较大溶液 的蒸发，而且压缩机 的投资和维护费用较 高，在一定程度上限 制了其应用。 冷凝水热量的利用 蒸发操作过程中，加热蒸汽冷凝后比 产生相应数量的冷凝水。这些温度较 高的冷凝水可用来预热原料或采用减 压闪蒸的方法，将产生的部分蒸汽与 二次蒸汽一起作为下一效加热蒸汽， 也可将冷凝水用于其他生产工艺中。 冷凝水回收是蒸汽热力系统循环中的一个重要 环节，从系统节能的观点出发，冷凝水回收利 用的好坏直接影响蒸汽热力系统总的能源利用 效率。这主要体现在以下两个方面： 1）热能价值：冷凝水具有蒸汽热能的20%左右，相 当于一个不回收冷凝水的系统来讲，冷凝水系统改造 的节能潜力大于热力系统的其他环节。 2）热平衡：回收冷凝