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2024
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05
全面的MVR蒸发工艺知识
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蒸发工艺及设备简介（降膜为主）蒸发（或蒸馏法）虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍是浓缩或制淡水的主要方法。蒸馏过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带咸味的。根据所用能源、设备、流程不同主要可分多效蒸发、多级闪急蒸发、蒸汽压缩蒸发（MVR）等。
多效蒸发技术
（1）多效蒸发的特点与多级闪蒸比较而言的。优点：多效蒸发的换热过程是沸腾和冷凝传热，是相变传热，因此传热系数是很高。总的来说多效蒸发所用的传热面积比多级闪蒸少。多效蒸发通常是一次通过式的蒸发，不像多级闪蒸那样大量的液体在设备内循环，因此动力消耗较少；多效蒸发的浓缩比高；多效蒸发的弹性大。
（2）多效蒸发流程的分类多效蒸发的工艺流程主要有三种，顺流、逆流和平流。顺流：是指料液和加热蒸汽都是按第一效到第二效的次序前进。特点：多效的真空度依次增大，即绝对压力依次降低；故料液在各效之间的输送不必用泵，而是靠压差自然流动到后面各效；温度也是依次降低，故料液从前一效通往后一效时就有过热现象，也就是发生闪蒸，产生一些蒸汽，即淡水；对浓度大，黏度也大的物料而言，后几效的传热系数就比较低；而且由于浓度大，沸点就高，各效不容易维持较大的温度差，不利于传热。平流：平流是指各效都单独平行加料，不过加热蒸汽除第一效外，其余各效皆用的是二次蒸汽。适用于：容易结晶的物料，如制盐，一经加热蒸发，很快达到过饱和状态，结晶析出。在水处理过程中主要是要获取淡水，不需用逆流和平流，而且逆流和平流没有顺流的热效率高。逆流：逆流是指进料流动的路线和加热蒸汽的流向相反。原料从真空度最高的末一效进入系统，逐步向前面各效流动，浓度越来越高，所以料液往前面一效送入时，不仅没有闪蒸，而且要经过一段预热过程，才能达到沸腾。可见和顺流的优缺点恰好相反。对于浓度高时黏度大的物料用逆流比较合适，因为最后的一次蒸发是在温度最高的第一效。所以虽然浓度大，黏度还是可以降低一些，可以维持比较高的传热系数。这在化工生产上采用较多。
（3）多效蒸发工艺及设备简介
（4）多效蒸发设备的分类多效蒸发设备的种类繁多，不同的物料，不同的浓度，可选用不同的蒸发器。按蒸发管的排列方向：可以分为垂直管蒸发器（VTE）和水平管蒸发器（HTE）。按蒸发物料流动的类型：可以分为强制对流蒸发器和膜式蒸发器。在膜式蒸发器中按流动方向：又可分为升膜式和降膜式蒸发器。在降膜式蒸发器中分为：垂直管降膜和水平管降膜蒸发器。按各效组合的方向可以分为：水平组合的蒸发器和塔式蒸发器。
组成多效蒸发系统的蒸发器有多种型式，常用的有以下主要三种：
▲浸没管式（ST）该种蒸发器是加热管被料液浸没的一大类蒸发设备。广义的浸没管蒸发器又有多种样式，有直管、蛇管、U形管以及竖管、横管等结构。料液在蒸发器中的流动方式有：自然对流循环和强制循环两类。这种蒸发器出现较早、操作方便，但结垢严重、盐水静液柱高、温差损失大，故效数不宜太多，一般在6效以下。
▲竖管蒸发（VTE）这里是指管内降膜式蒸发器。两个基本优点，一是因管内为膜状汽化，传热壁两侧都有相变，故传热系数高。且消除了料液的静液柱所造成的温差损失。系统的浓缩率比较高，低浓度溶液如海水淡化，目前一般设计的效数为11～13效，造水比可达9～10。结垢问题，特别是当液体分配不均或者水量不足时，在管的内壁可能形成干区，结垢的危险性增大。因此在防垢和清垢方面有较高的要求。一般说来，在这类蒸发系统中晶种法不宜采用，主要靠化学法防垢加上温度、浓度的合理设计。
▲横管薄膜式（HTE）该种蒸发器是循环料液通过喷淋装臵在横管束的管外形成液膜，加热蒸汽（或前效二次蒸汽）在管内凝结。它具有与竖管降膜式相同的优缺点，但设备高度远比竖管降膜式为小，装臵紧凑，所有各效的管束、喷淋管和汽水分离器都装在一个筒体中，因而热损失小，能耗低。由于温度低，结垢和腐蚀都大大减轻，保证了较高的传热系数；此外汽相阻力小，又消除了静液头损失，传热温差可以很小，尤其适于使用低位热能。
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