多效蒸发器的特性及调整.doc

多效蒸发器的特性及调整摘要：本文分析了升膜式、降膜式蒸发器性能，通对柠檬酸厂多效蒸发设备的运行数据分析，发现a、b套浓缩系统二次蒸汽供需不平衡，为保证蒸发浓度只能在二效、南北四效、母液蒸发器加生蒸汽，这又破坏了真空，造成料温升高影响质量，汽耗超标。通过分析、计算，提出了参考调整方法。关键词：升膜式 降膜式 干壁 爬膜 蒸发器 真空 料温 汽耗 二次蒸汽 平衡一、升膜式蒸发器物料从加热器下部的进料管进入，在加热管内被加热蒸发拉成液膜，浓缩液在二次蒸汽带动下一起上升，从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进入分离器，浓缩液从分离器底部排出，二次蒸汽进入冷凝器，（加热管中液面一般为管高度的1415）。但是，如传热温差过大或蒸发强度过高，传热表面产生蒸汽量大于蒸汽离开加热面的量，则蒸汽就会在加热表面积积聚形成大气泡，甚至覆盖加热面，使液体不能浸润管壁，这时传热系数迅速下降，同时形成干壁现象；导致蒸发器非正常运行。不适合黏度较大受热后易产生积垢或浓缩时有晶体析出的物料。南北四效及母液蒸发器是升膜式蒸发器，真空高，沸点低，料温低；料液粘度大，浓度高，水分少，加生蒸汽后有效温度差太大，因为加热管中液面一般为管高度的1415，料液下进上出，蒸汽上进下出，有效温度差太大，易在中上部形成“干壁”现象 ；作为“三效”，加生蒸汽时影响二效二次蒸汽的排出，二次蒸汽利用率降低，又影响了二效的真空。二、降膜式蒸发器降膜式蒸发器与升膜式蒸发器的结构基本相同，但由于液膜与蒸汽的流动方向是由上到下，所以与升膜式蒸发器相反，进料口在上面而分离器在下面。料液由顶部加入，通过液料分配器均匀地分配到每根加热管中被加热蒸发，因重力的影响增加了蒸汽的抽拉作用和液膜的流动速度，所以在同样条件下降膜蒸发器的液膜比升膜要薄，传热系数也较大k=5005.000 kj/（m2 h）。同时，由于液流加速方向与重力方向一致，加速压头所引起的沸点升高也没有了。液体的运动是靠本身的重力和二次蒸汽运动的拖带力的作用，其下降的速度比较快，因此成膜的二次蒸汽流速可以较小，对黏度较高的液体也较易成膜。 降膜比生膜具有更多的优点，是目前越来越广泛采用的一种型式。特点：1、 可以浓缩高黏度的液体2、 停留时间短可以处理热敏性物料3、 最适宜的蒸发量不大于进料量的80%。要求浓缩比较大的场合可以采用液体再循环的方法。4、 适用于容易发泡的料液。5、 制造费用不高，投资少，占地面积小。老厂一、二效和新厂a、b、c套一、二、三是降膜式蒸发器。三、a、b、c套和老厂蒸发器运行参数对比表项目一效二效三效物料温度蒸发器真空kpa蒸发器温度物料温度蒸发器真空kpa蒸发器温度物料温度蒸发器真空kpaa套100110010100110100-25.510062.7-94b套10011001010011097.8-23.697.858-94c套909540859575无表计7450-94老厂103.314.510010591.2-44.74756.8-91.8由上表可见：1、a、b套一效、二效料温均在100以上，a、b套一效蒸发器产生的二次蒸汽温度都超过了100。温度过高且物料受热时间过长，会产生以下后果：（1）柠檬酸会发生部分分解，造成损失；（2）颜色变深；（3）在浓缩过程中，浓度增高的硫酸分解柠檬酸，产生很多挥发性酸，特别是甲酸，会溶解垢物，腐蚀设备、管道。2、c套料温控制得最好，可作为a、b、老厂浓缩系统改造和今后扩建选型的方向。四、4、5月新、老厂蒸发量、生蒸汽耗量统计表项目流量t/h进料体积（m3）蒸发水量t蒸汽用量汽耗kg汽/kg水标准 kg汽/kg水4月5月4月5月4月5月4月5月4月5月二效三效a套10.911.56717.17135.8386239941878.52033.290.48640.50910.520.550.400.42b套12.7513.1579198165.44562.54570.42167.628460.47510.6227c套11.72501.23102.71193.41422.7669.60.561老厂4.85.03299931221927.92067.4818.4838.80.42450.4057由上表及图可见：1、c套缺少计量，仅作参考（4月走料时间248小时，蒸汽流量按2.7t/h计）；2、老厂三、四、五效生蒸汽用量很少，汽耗最低，达到标准。产量、汽耗5月均好于4月，说明二次蒸汽利用率高，产量增加，汽耗更加下降。这是二次汽供、需平衡的结果。3、a、b套由于二次蒸汽供需不平衡，二效、南、北四效、母液蒸发使用生蒸汽又破坏了一、二效的真空，降低了二次蒸汽的使用效益，使汽耗超标。 4、a、b套5月份产量、汽耗均高于4月份，这是由于产量增加，二次蒸汽供、需更加不平衡，南、北四效、母液蒸发器生蒸汽用量也相应增加，更加破坏了二效的真空，降低了二次蒸汽的使用效益，使汽耗更加上升。五、5月份a、b、c套、南、北四效、母液蒸发器冷凝水量统计表由上表可见：三只表冷器的凝结水量为5t/h左右。由上表可见：三只表冷器的凝结水量为5t/h左右。六、a、b套不同流量、浓度下蒸发量、耗汽量统计对比表a、b套在不同方案下蒸发、耗汽平衡对比表说明：1、现a、b套浓缩系统二次蒸汽产生量与需求量不平衡，系统紊乱，汽耗高。2、最好母液蒸发器单列开，用低温生蒸汽加热，采用方案一；3、方案三可使系统达到平衡；方案四：停c套，运行a、b套，a、b套三效基本只过过料。一、 二效浓度走向：385470，此时，南北四效、母液总需二次蒸汽量4.589t/h。二效蒸发量为4.665t/h，一效蒸发量为8.592t/h。七、效益分析：5月份a、b套一效总用汽量为4879.29t，c套（3102.710）2.7838t，总流量为7.94t/h。一效总进料量为18403.9m3 (浓度38），计21348.5t，浓度从38到70，总蒸发水量9759t。南、北四效与母液每月需蒸发水量2690t，共蒸发水12449t。以三效标准计需生蒸汽5228.58t，计7.262/h，以四效标准计需生蒸汽4357.15t，计6.052t/h。效益分析：以改造后三效标准计，节省用汽（7.947.262）720488t。以四效标准计节省用汽（7.946.052）7201359t。现在母液蒸发用汽以1t/h计，每月720t,加上南、北四效短时间用汽，每月用生蒸汽1000t计,以150元吨计，月产效益1488150=22.32万元。a、b套三效循环泵停运后，每月节电11272015840kw。c套一、二、三效循环泵停运后每月节电（111518.5）31013795kw，共计节电29635kw，每月产生效益：29635kw0.5元kw1.48万元。每月共计产生效益23.8万元（表冷器循环冷却水量及真空泵功率消耗的减少量未计）。如以四效计每月共产生效益23591503538014817.53