工艺物料加热,设备直通蒸汽体积流量换算公式,设备体积会增大吗

环境工程专业毕业,从事环境化工行业已有五年之久,在一家小型环保公司上班,所
内操,外操,班长,工段,主管的工作区别和工艺熟练度及学历的对比。
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用导热油加热物料与用蒸汽加热物料从工艺角度上哪一个更好?
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本帖最后由 slayerstar 于
10:36 编辑
亦不尽然,如果是紧急情况需要降温的时候,蒸汽压力排掉后温度会开始下降,但是导热油的话应该比较繁琐,处理不好的话也是个问题。凡事都要从多方面去考虑。相比之下蒸汽更快捷一些,导热油更稳定些。但是温度高的情况下对蒸汽压力和温度要求也比较高,设备要求自然也高了;导热油如果温度高的话一般用到电加热,安全性略低一些。
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这个不能一概而论,要看工艺的需要,各有各的好处
导热油温度可以根据需要随意调整,而且比较稳定
另外导热油所达到的温度是蒸汽所不能达到的
用导热油投资会比较大,注意看工艺的要求
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导热油的选择:
1.导热油控温精确、使用温度高、液相系统运行压力低,但系统造价高和导热油成本高。
2.蒸汽系统经济,降温快,但使用温度低,难以精确控温,系统压力高。
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蒸汽的控温更敏感这一点上是有道理的。。调节的速度上想比导热油应该更便于操作
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总体来说,导热油与蒸汽加热主要还是加热温度区间的问题,导热油加热可以在较低的压力下获得较高的温度,而蒸汽的话若要获得较高的温度需很高的蒸汽压力,一方面是能否提供高压力的蒸汽,另一方面加热设备的设计压力也要取得很高的。所以对于可以用蒸汽加热的场合不建议采用导热油加热。还有楼上几位谈到的在开停车时等的场合,蒸汽加热的温度升降比较快,而导热油的则比较滞后,还有蒸汽加热的应用面广泛的多,导热油加热的使用面相对窄得多。
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楼上各位已经说的很清楚了,主要看加热设备的耐压能力和工艺需要的温度,选择导热油是无奈之举
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这要根据具体工艺要求 来决定选择那种介质进行加热。导热油液相系统运行较稳定,不太容易汽化,使用温度较高,控温精确便捷,但停止导热油加热后,物料降温较慢,且导热油运行成本相比来说较高。
蒸汽运行成本较低,但是若是需要较高加热温度时相应要求蒸汽压力较高,设备设计压力也要高,用蒸汽不易精确控温,但停蒸汽后,物料降温快。
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要看工艺的需要,各有各的好处
导热油加热在较低的压力下获得较高的温度,而蒸汽的话若要获得较高的温度需很高的蒸汽压力。导热油可以达到蒸汽很难达到的温度。
另外,导热油的热稳定性要比蒸汽好。
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根椐工艺来确定,个人看,能用蒸汽的最好用蒸汽。
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还有一点,如果反应要求不能含有水,此时就只能用导热油了。
如果用蒸汽的话,在反应釜壁出现穿孔时水蒸汽会渗入反应釜内,发生危险。
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看图查隐患(10.22)安全漫画( 10.22)
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&&&&&&&&&&废水蒸发设备连载(一):你们工厂的废水蒸发了吗?
1、&企业老板的一个梦?&
&&&&企业产品市场竞争激烈,无污染产品开发技术难度大、投资高、风险大,生产过程中有污染产生的产品仍是企业的核心产品!环保监管越来越严厉,原有的排污和治污方式已经行不通了;环保越来越像孙悟空头上的紧箍咒,让原先原先武艺高强的企业变得越来越步履蹒跚!真想工厂的污水自已能蒸发了,企业又变成原先无忧无虑的孙悟空!
2、&哪些废水适合采用蒸发处理?
蒸发废水确实是个好办法!你的大脑里会不会时而尔闪出这样一个想法。想法是合情合理的,但怎么实施,哪些废水适合蒸发处理呢?
一般来说:A、适合蒸发的废水一定是高浓度的废水,如果是低浓度的废水因为里面的污染物少,需要蒸发的水量就多,当然就不是很合算了;而且越高的浓度,废水里面的污染物(也许是放错地方的资源)就多。B、废水蒸发是利用水与污染物的沸点不一样而分离的办法,因此污染物与水的沸点差异越大越适合蒸发。废水中含有盐分是适合蒸发的废水,就是因为盐与水的沸点相差巨大,盐的沸点远远超过水,水蒸发跑了,盐留下了!还有造纸黑液、垃圾渗滤液等有机废水同样适合蒸发;还有些废水里面含有大量低沸点有机物,可以首先蒸发回收有机物,变废为宝!
3、&如何选择适合您工厂废水的蒸发器?
&&&&企业开始采取行动了,因为有你说的适合蒸发的废水!有人说要弄个大锅蒸,有人说弄个大池子太阳晒,更多的人用现成的反应釜来蒸。这些蒸发措施可行吗?理论上是可行的,但实际上不太可行。因为不同的废水里面含的污染物的特点不一样,蒸发过程中出现的问题也就不一样,如果不是有选择的采用蒸发设备,将会出现你想不到的一些问题。具体选择就要根据你蒸发的物料来确定了,如下几方面是你需要考虑的:废水是不是很粘?废水在加热过程中是不是容易起泡沫?废水中是不是含有容易导致结垢的物质?废水中的物质是不是容易结晶?另外设备总体造价及运行成本也是你需要考虑的事情!
4、&如何让废水蒸发处理成本更低一些?&
废水蒸发的主要成本是蒸汽的消耗成本。如何节省生蒸汽的用量和利用冷凝水、二次蒸汽的热量,在很大程度上决定蒸发操作的经济性。由单效改为多效蒸发器是节省生蒸汽的措施之一,此外,选择保温性能好的保温材料包扎在设备外表面,以防止热量损失于周围环境中,也可以省出部分生蒸汽的消耗量。生蒸汽直接冷凝的水,其压强和温度较高,可以用来预热料液。也可以减压自蒸发的方法送入下效作为热源。另外蒸发装置末效产生的二次蒸汽可令其通过蒸汽喷射泵或压缩机将其强度提升到与加热蒸汽相同,然后送入加热室作为热源。热泵蒸发不适合溶液沸点上升过大的操作,需要权衡选择。
废水蒸发设备连载(二):企业废水变废为宝
废水(废物)是放错地方的资源。生物化工、无机盐化工、食品工业,肉类加工、造纸业、酒精等工业废水中含有的纤维素、糖、蛋白、氮基酸、无机盐等大量有用的资源。如果将这些废水直接排往外界环境,不仅是扔弃资源,更是污染环境。最科学的治污方式是将废水里在的污染物提取出来,这样做是一箭双雕,既解决了环保问题,又可以回收到大量的有用资源,使资源得到真正的循环利用。
哪些废水最具资源回收价值?采取哪些措施可以尽可能地降低回收时的成本,提高回收的经济性是我们现阶段最需要关注并全力解决的事情。第一点:资源回收法废水处理喜欢高浓度的废水,废水浓度越高,废水里在可回收有价物资越多;第二点:资源回收法喜欢废水成份尽可能简单的废水,这样资源回收的成本越低,回收物资的价值也越大。如谷氨酸产业,谷氨酸产品的废水量大,浓度低(含硫酸铵浓度3-4%),大部分企业为了竞争,为了获取大的利润,治理不彻底,经常偷偷排放,平时储存废水的地方,快成了一座水库,甚至占据一条河。废水中的硫酸铵、糖、蛋白、纤维素全是有用的物质。国外谷氨酸企业清洁生产没有废水,生产工艺与我国谷氨酸提取工艺大不相同,发酵后的谷氨酸溶液,经过膜过滤,截留糖、蛋白、纤维素成为饲料,再将9%浓度的谷氨酸铵溶液,蒸发浓缩至28%,采用四效降膜+热泵蒸发工艺,最高蒸发温度低于75℃,蒸发1吨水,仅消耗0.20吨蒸汽。再等电点连续结晶,谷氨酸一次结晶,便成为γ形结晶,粒度大于0.15mm,而含有硫酸铵(有些是氯化铵)的废水浓度达到13-14%,再蒸发结晶出硫酸铵肥料。这种生产工艺彻底解决了氨氮工业废水难以治理的难题,而产出部分足以抵消治理的费用,还有余额,这才是受企业欢迎的废水治理方案。又例:如含盐废水,如果废水里面的盐分主要是氯化钾,则回收价值很大,如果是氯化钾与氯化钠的混合物,价值就会稍小点,因为这时两种资源的分离成本会稍增加。
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废水蒸发设备连载(三):多效蒸发的原理及优势
&&&&多效蒸发将几个蒸发器串联运行的蒸发操作,使蒸汽热能得到多次利用,从而提高热能的利用率,多用于水溶液的处理。在三效蒸发操作的流程(见图)中,第一个蒸发器(称为第一效)以生蒸汽作为加热蒸汽,其余两个(称为第二效、第三效)均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽,从而可大幅度减少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽,故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向依次降低。依据二次蒸汽和溶液的流向,多效蒸发的流程可分为:①并流流程。溶液和二次蒸汽同向依次通过各效。由于前效压力高于后效,料液可借压差流动。但末效溶液浓度高而温度低,溶液粘度大,因此传热系数低。②逆流流程。溶液与二次蒸汽流动方向相反。需用泵将溶液送至压力较高的前一效,各效溶液的浓度和温度对粘度的影响大致抵消,各效传热条件基本相同。③错流流程。二次蒸汽依次通过各效,但料液则每效单独进出,这种流程适用于有晶体析出的料液。&
在生蒸汽温度与末效冷凝器温度相同(即总温度差相同)条件下,将单效蒸发改为多效蒸发时,蒸发器效数增加,生蒸汽用量减少,但总蒸发量不仅不增加,反而因温度差损失增加而有所下降。多效蒸发节省能耗,但降低设备的生产强度,因而增加设备投资。在实际生产中,应综合考虑能耗和设备投资,选定最佳的效数。烧碱等电解质溶液的蒸发,因其温度差损失大,通常只采用2~3效;食糖等非电解质溶液,温度差损失小,可用到4~6效;海水淡化所蒸发的水量大,在采取了各种减少温度差损失的措施后,可采用20~30效。
废水蒸发设备连载(四):蒸发器的原理分类及选用
&&&&用加热的方法使不挥发溶质(如无机盐)的溶液沸腾气化并移出蒸汽,从而使溶液中的溶质浓度提高的单元操作称为蒸发,所采用的设备称为蒸发器。蒸发器广泛用于化工、轻工、食品、制药、原子能等工业中。
&&&&蒸发出的蒸汽称为二次蒸汽,以区别于新鲜的加热蒸汽(又称生蒸汽)。二次蒸汽直接冷凝,而不利用其冷凝热的操作称为单效蒸发,所用的设备称为单效蒸发器。将二次蒸汽引到另外一台蒸发器作为加热蒸汽,以利用其冷凝热,这种串联的蒸发操作称为多效蒸发,所用设备称为多效蒸发器。蒸汽利用二次,称为双效蒸发或二效蒸发,其设备称为双效蒸发器或二效蒸发器;蒸汽利用三效,称为三效蒸发,其设备称为三效蒸发器或三效蒸发设备;蒸汽利用多次,称为N效蒸发,其设备称为多效蒸发器或多效蒸设备。
&&&蒸发器可以在加压、常压或减压下进行。工业上的蒸发操作经常在减压下进行,称为减压蒸发(或真空蒸发)
&&&蒸发器可以分为循环型(非膜式)和非循环型(膜式)两种。循环型蒸发器又可以分为自然循环蒸发器和强制循环蒸发器。膜式蒸发器分为升膜蒸发器、降膜蒸发器及刮板式搅拌薄膜蒸发器。多蒸发器可以采一种、二种或多种类型蒸发器。
&&&多效蒸发器根据加料方式的不同又可以分为并流式蒸发器、逆流式蒸发器及平流式蒸发器。
蒸发器选用:
在保证蒸发产品质量和生产能力的基础上,然后考虑:A、结构简单、造价经济、B、传热效果好,C、便于制造与维修,D、对蒸发的溶液有良好的适应性,如溶液的粘度、发泡性、热敏性以及蒸发过程中可能有晶体析出及结垢等现象,E、物料的腐蚀性,采用合理的制造材料。例如,在高盐废水蒸发过程中,由于有盐结晶的情况,因此要慎重膜式蒸发器,而采用适合盐结晶的强制循环蒸发器。
废水蒸发设备连载(五):MVR机械蒸汽压缩型蒸发器概述
&&&&&MVR蒸发器是英文(Mechanical&Vapor&Recompression)的缩写,被称之为“机械式蒸汽再压缩”蒸发器。它是国际上二十世纪九十年代末开发出来的一种新型高效节能蒸发设备。MVR蒸发器是采用低温和低压汽蒸技术和清洁能源----“电能”,产生蒸汽,将媒介中的水分分离出来。
MVR蒸发器的基本原理是:在MVR蒸发器系统内,在一定的压力下,利用蒸汽压缩机对换热器中的不凝气(开始预热时)和水蒸汽(开始蒸发时)进行压缩,从而产生蒸汽,&同时释放出热能。产生的二次蒸汽经机械式热能压缩机(类似于鼓风机)作用后,并在蒸发器系统内多次重复利用所产生的二次蒸汽的热量,使系统内的温度提升5~20℃,热量可以连续多次的被利用,新鲜蒸汽仅用于补充热损失和补充进出料热焓,大幅度减低蒸发器对外来新鲜蒸汽的消耗。提高了热效率,降低了能耗,避免使用外部蒸汽和锅炉(本蒸汽再压缩式节能蒸发器的主要运行费用仅仅是驱动压缩机的电能)。由于电能是清洁能源,因此,MVR蒸发器真正达到了“零”污染的排放(完全没有二氧化碳的排放)。
其本原理:
四、机械蒸汽压缩型蒸发设备适用范围:
4.1&使用生化、化学或膜处理等均不宜处理的废水。如:高盐废水、电镀废水、染印废水等。
4.2&高附加值生产企业,废水中有需要回收的资源。如:电子行业、印刷电路版、贵重金属回收、胶片影印等。
4.3&生产过程中液体浓缩。如:电镀液浓缩、生产过程提浓、高浓废液焚烧处理前提浓、化工过程提浓等。
4.4&机械加工行业切割油(有待进一步推广)。
4.5&浓缩稀溶液直接制取产品或将浓溶液再处理(如冷却结晶)制取固体产品,例如电解烧碱液的浓缩,食糖水溶液的浓缩及各种果汁的浓缩等;
4.6&同时浓缩溶液和回收溶剂,例如有机磷农药苯溶液的浓缩脱苯,中药生产中酒精浸出液的蒸发等;
4.7&为了获得纯净的溶剂,例如海水淡化等。
影响MVR机械蒸汽压缩型蒸发器价格的因素
&MVR机械蒸汽压缩型蒸发器系统是非标设备,每一套都是根据客户的需求设计,设计不同价格也会千差万别,本文概括了一下影响一套MVR蒸发系统的价格因素,以供参考。
1.蒸发量:一般来说蒸发量与MVR蒸发器系统投资价格成正比,蒸发量越大价格越贵。
2.蒸发温度:蒸发温度越低&同样重量的蒸气体积越大(密度小)&蒸气体积大则分离器体积和管道口径需要变大,而且分离器壁要相对比较厚以承受比较大的负压。压缩机过气量大也要求比较大。
3.材质:根据处理的物料不同所采用的蒸发器主体的材质会有所不同,常用的不锈钢304、316、316L、双向不锈钢和钛,另外还有一些不常用的材质如石墨、其他合金等。
4.换热器换热面积:根据物料性质、蒸发能力和压缩机温升的不同,会设计不同换热面积的换热器已达到客户要求的设计效果,换热面积的大小直接影响了MVR蒸发系统的价格
5.压缩机类型温升:用于MVR蒸发器系统的压缩机的类型有罗茨和离心式两种,离心式压缩机用于比较大的蒸发量,而罗茨压缩机适用于处理沸点升高比较大蒸发量比较小的物料,不同类型不同处理量的压缩机的价格也会不同。当然不同品牌的压缩机(以及配套的马达、变频器)的价格也有一定的差距。
6.自控系统:与传统多效蒸发器不同,MVR蒸发器一般都采用PLC系统自动控制操作,这样不但能方便操作、节省人工,而且还能减少人为失误操作对蒸发器系统以及压缩机的损坏,起到有效地保护作用。自控系统也将会是MVR蒸发器的价格组成一部分。
博特废水蒸发器客户经常咨询问题汇总
1、废水蒸发器如何防止堵管及结垢?
回答:堵管一般有两种原因:一种的晶体盐的沉积;另外一种就是钙、镁离子等到成的结垢,因此防止堵管也要从这两个方面着手。第一,选对蒸发形式是防止堵管的第一步,降膜蒸发器等膜式蒸发器不适合有结晶体产生的场合,如果这些场合采用降膜等薄膜蒸发器,堵管是属于必然。易产生结晶体的场合应该采用强制循环型蒸发器或刮板蒸发器,其中强制循环蒸发器因蒸发面积大,操作方便是重点推荐产品,换热管内流速保持2m/s以上,有此项目虽声称是强制循环型,但采用的泵的流量远远不够,达到不规定流速而出现盐的沉积。另外就是蒸发管路的设置也是减少盐的重要因素,我们设计的管路无死角,符合盐流运和沉积的原理,确保所有结晶盐归集集盐器,最后从出盐器排出。如果是钙、镁离子等引起的结垢,可以采取的措施是:1、对该废水进一次程度的软化,降少钙、镁离子的浓度;2、采用强制循环型蒸发器;3、采用石膏晶种法防垢或稍加一些阻垢剂;3、对蒸发设备进行例行清洗。一般钙、镁垢可用稀酸清洗。
2、蒸发器运行成本及如何降低运行成本?
回答:方法一:采用多效蒸发工艺,每增加一效,运行成本下降,但初次投资加大,对于废水蒸盐,一般不会超过三效,最多四效。
方法二:热力压缩型蒸发器TVR,可以减少一效的能稍。系统运转会变得复杂一些。
方法三:机械蒸汽压缩型蒸发器,降低运行成本,但由于国内蒸汽压缩机不成熟,设备造价高,维护难度变大。另外机械蒸汽压缩型蒸发器不适合沸点上升大的盐类和碱类的蒸发。在含盐废水蒸发采用机械蒸汽压缩型蒸发器需慎重选用。
方法四:做好蒸发设备的外保温,减少热量的损失。
方法五:冷凝液显热和潜热和利用。利用预热器回收冷凝器的显热,提高蒸发原液的进料温度;采用闪蒸系统回收冷凝液的潜热。
3、蒸发出盐情况?
回答:蒸发出盐一般有两种方式:离心机出盐,离心机出盐含水率低,但增加初次投资和运行成本,对于蒸发废盐品质要求高的可以采用;另外一种是出盐器配收晶罐出盐,盐以晶体形式析出,外在水份较少,设备简单、操作方便。微量水份可由滤网回到原液池再蒸发。
4、蒸发器材质选择?
回答:蒸发器材质选择与废水的成份密切相关。对于盐类可以分为氯离子盐(如氯化钠和氯化铵)和非氯离子盐(硫酸钠、硫酸铵、碳酸钠、硝酸盐等)。
氯离子按耐腐蚀性优先选用顺序:钛、双相不锈钢、炭钢、普通不锈钢
氯离子按性价比优先选用顺序:炭钢、钛、双相不锈钢,最次是普通不锈钢
非换热设备,还可以选用炭钢搪瓷,四氟,低温可以选用聚丙烯、玻璃钢等。
非氯离子盐耐腐蚀性优先选用顺序:不锈钢316L,不锈钢304,炭钢
非氯离子按性价比优先选用顺序:不锈钢304或不锈钢316L,其次为炭钢
低温可以采用UPVC、PE聚丙烯、玻璃钢等。
5、如何选用合适的蒸发器?
回答:根据我公司情况,对于盐类蒸发,优先选用强制循环型蒸发器,如果盐类浓度较低,也可以采用前置降膜蒸发器+强制循环蒸发器的方式,以降低运行及初次投资。对于其它非盐类的蒸发,优先选用降膜蒸发器。
6、蒸发器采用炭钢材质的使用年限?
回答:从用户降低蒸发设备的初次投资,提高设备的性价比的角度出发,同时根据腐蚀数据和生产经验,我公司生产的某些废水的蒸发器会部分或全部采用炭钢材质。说明如下:采用炭钢材质并不是说炭钢材质是所有材质里面抗腐蚀能力最强的,而是我公司认可的性价比较优的材质;腐蚀数据表认为氯化钠盐水对炭钢的腐蚀速率为0.1-0.5mm/年,据据该数据炭钢在氯化钠废水蒸发器的使用年限为5年没有问题,废水由于成分复杂,废水对材质的腐蚀是更复杂的,科学分析和以前工程经验并不能完全证明腐蚀数率的准确性;实际情况:我们公司的炭钢制氯化钠废水蒸发器使用年限多数都已超过两、三年,五以上的也有,且现在一直处于正常运行状态。但别家的运行情况不能代表贵公司的实际情况;对于机电产品我公司的质保年限为一年。
7、蒸发器是不是压力容器,贵公司按不按照压力容器制作?
回答:本公司可以按照压力容器要求对设备进行加工,但蒸发器不是典型的压力容器,除了一效换热室可能会有一定的压力外,其余部分均为常压或负压装置,无需按压力容器要求执行。如果客户要按压力容器执行,以后的年检、安检等给客户自已增加很多麻烦,一般都是客户主动要求不走压力容器手续的。我们有很多套设备都是按压力容器加工的,也有相关报验资料,但最终客户都不走压力容器检验报批手续。另外虽然没有走压力容器手续,但制作同样是严格要求的,和走不走压力容器手续无关。
8、蒸发过程中COD的去除率的问题?
废水中的COD主要是由废水中的有机物的含量的多少确定的,废水中含有的有机物可能是高沸点也可能是低沸点的。如果高沸点的有机物,在蒸发时随盐一块进入固废和废液系统,冷凝水的COD则下降;如果废水中是低沸点有机物,在蒸发过程随冷凝水进入冷凝水系统,冷凝水的COD则不下降。因此,蒸发过程中的COD的去除率与废水中有机物的具体成份有关,如果建设方可以提供废水中有机物的具体成份和含量,则可以对蒸发过程的COD去除率做基本判断,最科学的办法还是做蒸发小试,确定蒸发过程中的COD的去除率的问题。
9、废水蒸发是采用MVR和多效蒸发的问题?
MVR和多效蒸发都是为了降低废水蒸发的运行成本。MVR的基本原理是由二次蒸汽进行再压缩,提高二次蒸汽的压力和温度,重复利用二次蒸汽加热换热器,最终实现节能。多效蒸发的基本原理是二次蒸汽进入下一效蒸发器加热,实现蒸汽的重复利用。多效蒸发由于各种因素的影响效数往往是有限的。单从节省蒸汽的角度看:MVR肯定比多效蒸发节省蒸汽消耗。
初次造价:相比较多效蒸发,MVR需要增加蒸汽压缩机和单效换热面积,减少多效的相关设备和冷凝设备。由蒸汽压缩机价格昂贵,同时增加换热面积,处理规模相同的MVR蒸发器的总造价往往是多效蒸发的三、四倍。
运行成本:MVR适合沸点随浓度上升少的液体蒸发,如果汁等食品行业及低浓度的液体(包括盐溶液)的蒸发,这时MVR具有运行成本上的优势。如果废水的沸点随浓度上升快,因为需要压缩的温升高,压缩机电功率高,经济性就明显下降。
10、为什么某些时候盐水蒸发采用降膜蒸发器和强制循环蒸发器的组合?
答:主要出发点是降低运行成本和初次造价,强制循环泵流量大,结构复杂,造价较高,没有强制循环泵的降膜蒸发器的初次造价可以适当降低。强制循环泵电功率相对较大,去掉强制循环泵后蒸发系统的电耗量减少,因此运行成本有所下降。降膜蒸发器只适合废水的浓缩,不适合有盐结晶的场合,因此采用降膜+强制循环组合的蒸发器实际上牺牲了盐水蒸发的可靠性,选择降膜+强制循环蒸发器处理含盐废水要更加慎重。一般情况:我们只对废水中盐的浓度低于10%的废水采用降膜+强制循环蒸发的组合形式。
11、废水蒸发设备是选用三效还是四效,各自的优缺点?
答:总体而言,四效的初次造价会高些,四效的运行成本会相对低一点。具体而言,含盐废水蒸发过程,由于随浓度升高,沸点上升的问题,效数不适采用过多,过多效数带来的节能越来越有限,要求的生蒸汽压力越来越高,同时初次造价增加明显。综合初次造价及运行成本,蒸发量超过100T的蒸发器宜采用三效或四效,小型蒸发器(小于20T/d)可以采用两效,同时根据厂家的实际情况综合确定。
烧碱溶液蒸发及与其它盐分分离技术
10%的NaOH溶液与少量的NaCO3的蒸发。淡碱液不便于运输及使用。采用蒸发浓缩制成商品规格的液体烧碱。在淡碱液蒸发过程中,随着NaOH浓度的提高,碳酸钠在NaOH溶液里的溶解度急剧下降,并析出结晶。从氢氧化钠和炭酸钠共同溶解度看出,当氢氧化钠的浓度提高到40%以上时,氢氧化钠中的炭酸钠含量就很少,可以满足一般工业用户的需要。
为了蒸发浓缩含有不挥发性溶质的溶液,采用任何方法都必须使溶液面上方的气相总压力低于溶液的饱和蒸汽压,上此蒸发稀碱溶液,一般采用加热与减压的方法。
蒸发碱液采逆流降膜真空蒸发系统。工业碱液蒸发装置多取三效蒸发。
理论上其余盐分结晶在19%氢氧化钠时,实际氢氧化钠的浓度控制在35%至45%之间。
其余盐分的沉降和过滤的特性决定于硫酸钠含量,在淡碱液中加入少量硫酸钠,使硫酸钠与炭酸钠及氯化钠形成复盐析出。这样有助于浓碱液的澄清和过滤,又不增加碱的杂质。
蒸发强制循环泵技术及说明
隔膜法烧碱蒸发的特点是在烧碱液蒸发过程中有氯化钠晶体析出,对于这种有晶体析出的浓缩,普遍使用强制蒸发器。烧碱蒸发器内的碱液循环选用强制。强制循环泵的要求如下:
1、尽量选用慢速泵
&&&&烧碱蒸发器可列为蒸发式晶浆循环型结晶器。流经循环泵的料浆中含有6%~l0%(wt),甚致更高的盐晶体。旋转叶轮对晶体有破碎作用,并诱导二次晶核的生成。按照晶体非弹性碰撞理论,使晶体破碎的能量与晶体相对于叶轮速度的m次方成正比,指数m与晶体的特性、晶体的粒度分布和晶浆浓度有关。另外,从轴流泵流量Q与叶轮外径和转速,z的关系式,即Q=KD3r/可知,在流量不变的前提下,如叶轮叶径加大为两倍,则泵转速可下降为1/8,叶尖圆周速度降为1/4[1]。因此,按结晶过程的要求,应采用慢速型循环泵。此外,慢速泵还可减轻叶轮的磨损,延长使用寿命。慢速泵的必需汽蚀余量小,抗汽蚀性能好。
2、要求陡降的扬程一流量特性曲线
&&&&当蒸发器操作后期因结盐使循环阻力增加时,陡降的扬程特性曲线可使流量的减小幅度小,即传热系数的下降速度慢,对蒸发过程有利。
3、蒸发器与循环泵的合理匹配
&&&&蒸发器设计者应正确计算蒸发器碱液循环阻力,提出准确的扬程,以保证长期在高效区运行;而也应有流量调节手段(变转速、变轴流泵的叶片安装角),以适应不同用户要求,便于生产中调整运行参数。
&&&&要求在设计蒸发器时,应避免有害的漩涡进入泵;切向循环进料的蒸发室宜改为轴向正中进料;纯切向式应改造为部分切向式;蒸发器锥底设消涡器或导流器;正循环蒸发器改为反循环式心。
&&&&为减小作用于进出口管上的热膨胀力,应考虑蒸发器的热补偿措施。传统的热补偿方式是在循环泵进出口设波形膨胀节。先进的热补偿结构是选用悬挂式循环泵或弹簧支座式,这两种在国外大型强制循环蒸发器上均已采用
4、泵的可靠性要求高
蒸发无法设置备用泵,要求单机连续运行,如出故障将导致整个蒸发器停产。因此,要求其整机可靠性好。
&&&&结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出形成新相的过程。此结晶过程因内部结构的质点(原子,离子,分子》作规律排成一定晶格,此与表面分子化学建力变化有关,因此又是一个化学反应过程。&&&&
&&&结晶过程需要经过两步骤来完成:首先是产生晶核;其次是晶核在良好的环境中长大。无论是产生晶核还是晶核&长大,都需要过饱和度来作推动力,来推动晶体过程的顺利进行,因此过饱和度的大小会影响晶核的形成速度和晶体的长大速度,这两格速度又影响最终晶体产品时的粒度和晶体粒度分布,因此,过饱和度是工业上考虑结晶问题。
&&&&结晶的关键是饱和度,那么什么是饱和度溶液呢?饱和溶液就是当溶质浓度超过饱和度时油晶体析出,从而是溶液达到饱和。通常工业上制备饱和溶液有以下几种:一、蒸发法:借蒸发除去部分溶剂结晶方法,它使溶液压或减压下加热蒸发除去一部分溶剂,以达到或维持溶液过饱和度。此法利用了溶剂与溶质的沸点大小不同,使溶剂变为蒸汽脱离溶液而使溶质的浓度增大,从而达到饱和溶液。二、冷却法:此法不除去溶剂,我们曾学过溶质的溶质大部分随着温度的升高而增大,因此可利用冷却发来分离混合物,比如氯化钠和硝酸钾混合物使混合物在加热的条件下充分溶解,氯化钠的溶解度随温度的升高变化不大,而硝酸钾的溶解度随温度的升高变化大,可利用冷却法析出硝酸钾晶体,从而分离两种物质。三、化学反应结晶法:调节溶液的PH或向溶液中加入反映剂,生成新物质。当其浓度超过它的溶解度时,就有晶体析出。不同物质在不同的PH下也有不同的溶解度,调节PH使其成为过饱和溶液而使其晶体析出;向溶液中加入反应剂利用了溶解度大的经过反应生成溶解度小从而使晶体析出。例如青霉素结晶就是利用了其盐类不溶与有机溶剂而游离酸不溶于水的特性使其结晶析出。四、盐析结晶法:可向物质中加入某种物质,从而使溶质在溶液中的溶解度降低,形成饱和溶液而结晶析出。加入的物质可以是和原来溶剂互溶的另一种溶剂或溶质。例如,向蛋白质中加入硫酸铵,蛋白质在硫酸铵中的溶解度小而使蛋白质析出。五、等电点法:利用某些生物物质具用两性化合物,使其在等电点(PI)时于水溶液中游离而直接结晶的方法。另外还有复合法、共沸蒸馏结晶法。
&&&对于工业上来说,结晶设备的类型繁多,有许多形式的结晶器专用于莫一种结晶,也有许多重要形式的结晶设备通用于各种不同的结晶方法。一、敝式结晶槽:最简单的冷却结晶器是一口敝口槽,利用自然冷却来实现结晶操作。热饱和溶液加入结晶槽后,主要依靠器壁液面进行散热。二、搅拌式结晶槽:在简单时结晶槽的基础上,设置有冷却剂对溶液进行冷却的换热结构和循环机构,便成了强制循环冷却式结晶槽。三、冷却式连续分级结晶器:采用泵作为强制循环动力,具有特殊的建立饱和度,控制饱和度及内部晶粒大小分级的系统。四、蒸发结晶器:利用蒸发使溶液浓缩,使溶质结晶析出。五、蒸发式里连续结晶器:具有建立和解除溶液过不饱和度以及晶体分级的系统。六、蒸发冷却式结晶器:溶液过饱和度的建立是由绝热蒸发来完成的。另外还有Oslo型结晶器、DTB型结晶器、DP型结晶器等。随着科学技术的发展结晶设备内部结构越来越复杂应用越来越方便,生产的结晶越来越纯。
结晶技术随着科学技术的发展越来越完善,在工业生产中的应用也很广泛。结晶技术在工业生产中的实例有以下几个方面:一、化学反应结晶:在抗生素的溶液中加入成盐剂(酸、碱或盐类)使抗生素以盐的形式沉淀结晶出来。如,在头孢菌素C的浓缩液中加入醋酸钾,即析出头孢菌素C钾盐。又如,向红霉素的缓冲萃取液中,加20%氢氧化钠碱至PH7.8—10.2,并加热既有红霉素游离碱结晶析出。二、利用浓差结晶:在浓度很稀时,使产品溶解,溶剂蒸发后,提高了浓度达到饱和状态,结晶就析出。如,制霉菌素的乙醇提取液真空浓缩10倍,冷至5摄氏度,放置2小时,即制得霉菌素结晶。三、利用温度差结晶;维生素B12水溶液经氧化铝层析柱,用50%丙酮洗脱,将其洗脱液加入4倍丙酮,在冰库中放置3天,即得结晶。四、盐析结晶(加入不同溶剂结晶):利用生物物质在溶剂中溶解度的大小不同,使生物物质在原来的溶液中析出。如,多黏菌素E的脱盐脱色液,以弱碱性树脂中和近中性,钾等量丙酮,多黏菌素E硫酸盐就结晶析处。五、利用等点电结晶:利用某些生物具有两性的特性—当溶液PH调节到器等点电时其溶解度最小的性质,使生物从溶液中沉淀析出。如6—氨基青霉烷酸(6—APA)的水溶液,当调节PH至3.8—4.1,即调到6—APA的PI(PH=4.3)附近时,6—APA即从水溶液中沉淀析出结晶。六、盐析和冷却并用结晶:丝裂菌素易溶于甲醇,难溶于苯,利用此性质将其粗品溶于少量甲醇中,假如2倍体积的苯,5摄氏度放置过夜,丝裂菌素结晶即析出。七、冷却和化学反应并用结晶:将青霉素钾盐溶于缓冲液中,冷至3—5摄氏度,滴加盐酸普鲁卡印,即得普鲁卡因青霉结晶。八、重结晶:利用在溶剂中的溶解度不同而重结晶。如青霉钠盐重结晶是将青霉素钠盐结晶溶于90%丙酮中,在加多量无水丙酮,重结晶就析出。另外还有共沸蒸馏结晶等。随着科学技术的发展结晶技术在工业中的应用越来越重要。
高浓度废水是采用蒸发处理还是焚烧?
  最近去山东一家化工企业做技术交流,客户工厂的废水里面含有30%左右的硫酸钠,同时含有有机物,废水COD为60000mg/L左右。最近几年客户一直在研究如何处理这股废水,重点考虑就是蒸发和焚烧。就这个问题我展开分析一下。
首先蒸发和焚烧的原理和目标一样,蒸发采用加热方式将溶剂沸腾分离,最终实现溶剂和溶质的分离。如果是应用于废水,则是将废水中的低沸点的水或有机物分离,留下高沸点的无机盐或其它成分。因此蒸发的前提是溶剂和溶质的沸点不一致,差异越大越好。焚烧的目的是将废水中可燃烧的有机物炭化,最终转化无机物,如果废水的热值不足以支撑废水的燃烧,则需要向燃烧系统投放燃料助燃。因此采用焚烧的废水有机物浓度越高越好,因为一般情况下,有机物越多,废水的热值就越高,焚烧的成本就越低。
该废水采用蒸发处理,可以分离废水的硫酸钠,同时根据实验可知:蒸发后的废水COD降至10000多mg/L。从原理上讲,该废水采用蒸发是比较合理的。但是客户要求比较高,总想蒸发一次是性把COD降到达标排放的程度,这理论上和实际上是做不到的,因为废水的COD本来就是由高沸点的有机物和低沸点有机物组成,低沸点的有机物必然进入冷凝水,冷凝水的COD也就不会特别低。
采用焚烧工艺,理论上也是可行的,废水中的有机物被炭化,同时盐在焚烧过程中析出。实际上,由于废水的有机物含量还是太小,热值低,采用焚烧工艺必然会有很高的运行成本;另外含盐的焚烧实际运行也是很麻烦的。
本人认为最合适的处理方式还是蒸发结晶收晶废硫酸钠出售,冷凝水和其它工业水进污水站进行生化处理。
多级闪蒸原理及过程
多级闪蒸是多级闪急蒸馏法的简称.多级闪蒸过程的原理如下:将原料水加热到一定温度后引入闪蒸室,由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下,故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化,从而使热盐水自身的温度降低,所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水.多级闪蒸就是以此原理为基础,使热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室,逐级蒸发降温,同时盐水也逐级增浓,直到基温度接近(但高于)原水温度。
制药工业污染防治技术政策中关于高盐废水处理及蒸发的内容
清洁生产第三条:鼓励采用动态提取、微波提取、超声提取、双水相萃取、超临界萃取、液膜法、膜分离、大孔树脂吸附、多效浓缩、真空带式干燥、微波干燥、喷雾干燥等提取、分离、纯化、浓缩和干燥技术。
清洁生产第七条:鼓励回收利用废水中有用物质、采用膜分离或多效蒸发等技术回收生产中使用的铵盐等盐类物质,减少废水中的氨氮及硫酸盐等盐类物质。
水污染防治第四条:高含盐废水宜进行除盐处理后,再进入污水处理系统。
MVR蒸发器、TVR蒸发器特点
在传统的蒸发器中,产生的蒸汽被冷凝,这意味着其内能有很大程度的损失。相比之下,机械蒸汽再压缩可将蒸汽压缩到较高压力,因而内能得以提高,从而实现这股能量的持续循环。机械蒸汽再压缩降低了一次能源的消耗,所以也降低了环境负载。目前它主要的应用领域是食品和饮料工业(牛奶、乳清、糖溶液的蒸发)、化学工业(水溶液的蒸发)、制盐工业(盐溶液的蒸发)、环保技术(废水的浓缩)等。无论怎样,是否应该安装蒸汽压缩系统都必须在效率研究的基础上做决定。
TVR热力蒸汽再压缩
&&&&热力蒸汽再压缩时,根据热泵原理,来自沸腾室的蒸汽被压缩到加热室的较高压力;即能量被加到蒸汽上。由于与加热室压力相对应的饱和蒸汽温度更高,使得蒸汽能够再用于加热。为此采用蒸汽喷射压缩器。它们是根据喷射泵原理来操作,没有活动件,设计简单而有效,并能确保最高的工作可靠性。
使用一台热力蒸汽压缩器与增加一效蒸发器具有相同的节省蒸汽/节能效果。热力蒸汽压缩器的操作需要一定数量的新蒸汽,即所谓的动力蒸汽。这些动力蒸汽必须被传送到下一效,或者被送至冷凝器作为残余蒸汽。包含在残余蒸汽中的剩余能量大约与动力蒸汽所提供的能量相当。
MVR机械蒸汽再压缩
&&&&&机械蒸汽再压缩时,通过机械驱动的压缩机将蒸发器蒸出的蒸汽压缩至较高压力。因此再压缩机也作为热泵来工作,给蒸汽增加能量。与用循环工艺流体(即封闭系统,制冷循环)的压缩热泵相反,因为蒸汽再压缩机是作为开放系统来工作,故可将其视为特殊的压缩热泵。在蒸汽压缩和随后的加热蒸汽冷凝之后,冷凝液离开循环。加热蒸汽(热的一侧)与二次蒸汽(冷的一侧)被蒸发器的换热表面分隔开来。
&&&&&开放式压缩热泵与封闭式压缩热泵的对比表明:在开放系统中的蒸发器表面基本上取代了封闭系统中工艺流体膨胀阀的功能。在多效热力蒸汽再压缩系统中,待释放的冷凝热仍然很高。在多效装置中,如果有n效,冷凝热约为一次能量输入的1/n。而且,蒸汽喷射压缩器只能压缩一部分的二次蒸汽,动力蒸汽的能量必须作为余热释放给冷却水。然而,开放式压缩热泵原理的使用可以显著减少甚至消除通过冷凝器释放的热量。为达到最终的热平衡,可能需要少量的剩余能量或残余蒸汽的冷凝,因此允许恒定的压力比和稳定的操作条件。
采用机械蒸汽再压缩的原因
■&单位能量消耗低
■&因温差低使产品的蒸发温和
■&由于常用单效使产品停留时间短
■&工艺简单,实用性强
■&部分负荷运转特性优异
■&操作成本低
&&&&&通过使用相对少的能量,即在压缩热泵情况下的压缩机叶轮的机械能,能量被加入工艺加热介质中并进入连续循环。在此情况下,不需要一次蒸汽作为加热介质。
MVR蒸发器为什么比传统蒸发器贵?
蒸发器是国际上很成熟的技术,但在90年代前期,国内的煤价和电价比,相对来说,煤价便宜,电力相对紧张,很多地方拉闸限电,当然现在21世纪,我们还有很多地方夏天还是要拉闸限电,这是区域情况,短时期内无法缓解,在此不谈。由于电力吃紧,蒸汽便宜,所以以节省蒸汽为核心而消耗电力为代价的mvr蒸发器在国内没有很好的发展。
现在,电价相对便宜,一般来说山东江苏浙江等地,电价不超过一元钱每千瓦,而蒸汽大多数为180-220元,青岛等地蒸汽价格为240元。以蒸发量5吨一个小时的三效蒸发器为例,蒸发一吨水能耗0.45吨蒸汽,蒸汽价格200元,5吨蒸发量能耗为0.45*5*200=450元。若考虑计算冷却水的费用每小时约30元,一小时能耗480元,一年7200小时,总费用为480*万元
&&&&&&&&&&&
若采用mvr蒸发器蒸发器传统物料,暂不考虑物料由于沸点升变化带来的能耗损失,蒸发一吨水电耗30kw,五吨水能耗1.0*30*5=150元,因为是利用物料作为冷却系统,没有冷却水的费用,一年7200小时,总费用为150*万元
根据分析,采用mvr蒸发器比采用三效蒸发器,一年可节省费用:345.6-108=237.6万元。当然,这里是理论数据,实际上MVR蒸发器的费用肯定会高些,但大体上可以确认mvr蒸发器确实比传统蒸发器的节能空间是非常巨大的。
但为什么还有很多朋友没有选择mvr蒸发器,或有所疑惑呢,因为价格,价格贵了,而且贵了很多,可能是传统蒸发器的二倍,或者不止。
那我们来分析下为什么mvr比传统蒸发器贵?&
1、换热面积大幅增加,&传统蒸发器由于是使用生蒸汽,换热温差大,换热面积相对较小。而mvr蒸发器是小温差,在换热总量固定的情况下,必然以增加换热面积为代价,才可以取得相同的换热效果,即蒸发量。
2、mvr蒸发器厂家一般采用德国、美国或者芬兰的进口压缩机,这部分费用相对国产的罗茨风机或者离心机来讲远远不是一个价格档次,进口风机价格现阶段还是比较贵的。
蒸发器操作的特点及分类是什么?
操作的特点
&&&&工程上,蒸发过程只是从溶液中分离出部分溶剂,而溶质仍留在溶液中,因此,操作便能使使溶液中的挥发性溶质与不挥发性溶质进行分离。由于溶剂的汽化速率取决于传热速率,故蒸发操作属传热过程,蒸发设备为传热设备,但是,蒸发操作与一般的传热过程相比较,具有以下特点:
一、溶液沸点升高
 &&由于溶液含有不挥发性溶质,因此,在相同温度下,溶液的蒸气压比纯溶剂的相对要小些。也就是说,如在相同压力下,溶液的沸点要比纯溶剂的高,所以溶液浓度越高,则这种影响也就越显著。
二、物料及工艺特性& 
 &&物料在浓缩过程中,溶质或杂质常在加热表面沉积、析出结晶,从而形成垢层,影响传热;有些溶质是热敏性的,在高温下停留时间过长易变质;有些物料具有较大的腐蚀性或较高的粘度等等。 
三、能量回收 
 &&蒸发过程是溶剂汽化过程,由于溶剂汽化潜热很大,所以蒸发过程是一个大能耗单元操作。因此,节能是蒸发操作应予考虑的重要问题。
蒸发操作的分类
1、按蒸发方式可分为:& 
& &◆自然蒸发:即溶液在低于沸点温度下蒸发,如海水晒盐,这种情况下,因溶剂仅在溶液表面汽化,溶剂汽化速率低。& 
& &◆沸腾蒸发:将溶液加热至沸点,使之在沸腾状态下蒸发。工业上的蒸发操作基本上皆属此类。 
2、按加热方式分:& 
& &◆直接热源加热:它是将燃料与空气混合,使其燃烧产生的高温火焰和烟气经喷嘴直接喷入被蒸发的溶液中来加热溶液、使溶剂汽化的蒸发过程。& 
 &&◆间接热源加热:容器间壁传给被蒸发的溶液。即在间壁式换热器中进行的传热过程。
3、按操作压力分:& 
 &&可分为常压、加压和减压(真空)蒸发操作。很显然,对于热敏性物料,如抗生素溶液、果汁等应在减压下进行。而高粘度物料就应采用加压高温热源加热(如导热油、熔盐等)进行蒸发。
4、按效数分:& 
 &&●可分为单效与多效蒸发。
&&&&●若蒸发产生的二次蒸汽直接冷凝不再利用,称为单效蒸发。
●若将二次蒸汽作为下一效加热蒸汽,并将多个蒸发器串联,此蒸发过程即为多效蒸发。
什么叫做强制循环蒸发器?
▲强制循环是依靠外加力——循环泵使液体进行循环。它的加热室有卧式和立式两种结构,液体循环速度大小由泵调节。根据分离室循环料液进出口的位置不同,它又可以分为正循环强制蒸发器及逆循环强制蒸发器,循环料液进口位置在出口位置上部的称为正循环,反之为逆循环。逆循环强制蒸发器具有更多优点。
▲液体在加热管内的循环流速通常在1.2~3.0米/秒范围之内(当悬浮液中晶粒多,所用管材硬度低,液体粘度较大时,选用低值),加热管可以是立式单程、立式双程、卧式单程、卧式双程,后两者设备总高较小但管子不易清洗且易磨损管壁。▲循环泵的扬程要与循环系统的阻力匹配,一般是流量大扬程低。因此溶液温度接近沸点在泵的选型时要注意气蚀问题。
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