多效蒸发系统

多效蒸发系统论述

一.蒸发原理

列管式强制循环蒸发器是通过一台循环泵将液体在列管中打循环至加热器，在高于正常液体沸点压下加热至过热。进入分离器后，液体的压力迅速下降导致部分液体闪蒸。蒸发产生的二次蒸汽进入下一效蒸发器加热或进入冷凝器冷凝。浓缩液通过出料泵送出系统，带结晶设计的蒸发器则由出料泵将浆料送至盐分离器，在盐分离器内实固液分离。

蒸发器通过强制循环，使管内受热均匀，传热系数高，可防止“干壁现象”。

【备注：干壁现象发生在加热器里，料液在加热管内被加热，如果管内料液不均匀，循环泵故障或蒸汽量过大，则可能使加热器管内料液膜局部破裂或变薄而发生干壁。】

二、多效蒸发器的特点

多效蒸发流程只在第一效使用了生蒸汽，节约了蒸汽用量，有效利用了二次蒸汽中的热量，降低了生产成本。采用真空操作，降低了溶液沸点，且在真空条件下热源和蒸发溶液间的温差比差压大，加速热量传递过程，但沸点低又增大了溶液粘度，需要增加设备和动力，增加了设备投资成本。

 

三、外源介质条件

 

 

蒸发系统的外源介质条件有：蒸汽、蒸汽减温减压冷却水（厂区脱盐水）、设备调试/运行冲洗水（蒸汽尾气凝结水/冷却塔冷却循环水）、机封冷却水（厂区机封水）、尾气冷凝器冷却水（冷却塔循环水）

一 热源

1、热源流程：新鲜蒸汽→加热器→分离器→冷凝器→真空泵

2、热源：

（1）一效加热器热源：生蒸汽，业主方新鲜蒸汽通过减温减压装置至蒸汽103℃，压力0.01~0.02MPa(具体参数由多效蒸发器系统计算确定，此为在运行项目参数，仅做参考）

（2）二效、三效加热器热源：物料蒸发后二次蒸汽。

（3）分离室中二次汽的流速，一般一效二效在1~2m/s,末效会高一些。

（4）多效蒸发的关键是每一效热量相互平衡，如第一效产生的二次蒸汽用于二效加热刚好被二效用完，否则，用不完一效压力升高，不够用二效蒸发能力达不到。

（5）每一效的二次蒸汽温度总是低于加热蒸汽，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。

【备注：分离器，一效温度95~104℃，二效80~90℃,三效60~75℃，一效压力-32.7,KPa，二效压力-60.5KPa，三效压力-84.6KPa，一效含固量3%~5%，二效含固量6%~8%，三效含固量12%~15%（手里脱硫废水项目参考，其他项目后续碰上再说）】

3、加热器冷凝水：

（1）一效加热器热源为新鲜蒸汽，冷凝水单独回收；

（2）二效加热器热源为二次蒸汽，含物料杂质，不纯，二效冷凝水进三效加热器余热利用；三效加热器的冷凝水考虑闪蒸情况存在，一路进尾气冷凝器进一步冷却，一路回收去尾气冷凝罐。

（3）加热器冷凝水是持续排放的，有些甚至可以不设排放阀。

4、加热器排空：

（1）一效加热器的新鲜蒸汽热源，干净，直接排放到大气。

（2）二效、三效加热器的二次蒸汽热源，不纯，接至分离器蒸汽出口回收利用。

5、尾气冷凝器：

（1）一效、二效、三效的尾气不凝气进入尾气冷凝器通过循环水（冷却塔冷却系统）冷却后，尾气冷凝器不凝气和凝结水进入尾气冷凝罐，不凝气联通真空泵排入大气。

二 设备冲洗

    加热器的冲洗进口接至循环泵出口，加热器内的冲洗和物料流程相同。分离器的冲洗是在分离器上部通过喷淋管喷射到器体内部表面，分离器液相压力管道冲洗，三效分离器有质量流量计管道和出料管道的冲洗。

三 、机封冷却

 

1、强制循环泵输送高温粘稠腐蚀物料，需要采用机封水冷却机械密封。

2、循环泵的机封水参数根据厂家要求提供，我接的项目要求每台循环泵的机封水压力要大于0.3MPa，需要注意机封泵的选型扬程，现场调试运行时，机封泵扬程选型偏小，四台循环泵的最后一台泵机封冷却水压力不足。

 

 

 

四、蒸发后的浆液处理

1、工业废水零排，蒸发浓缩后的浆液通过出料泵送至稠厚器，在稠厚器内存留足够时间，消除过饱和度和澄清，上清液溢流至清液罐，增稠的物料通过离心机进行固液分离。

2、大气脱硫废水零排，蒸发浓缩后的浆液通过出料泵送至旋转雾化器高速旋转的雾化盘时，由于离心力作用，料液伸展为薄膜或被拉成细丝，与空预器内的负压高温烟气（300℃）充分接触，使水份快速蒸发，溶质结晶成灰落于锥底，通过输灰系统送入除尘器。烟气出口温度设定值为160℃

【备注：大气脱硫废水项目参考，后续如果遇到其他项目会做进一步汇总。】

五、蒸发系统设备结构说明

    列管式强制循环多效蒸发系统包括：蒸汽减温减压系统、各效分离器、各效加热器、强制循环泵、尾气冷凝器、尾气冷凝水、一效真空系统、尾气真空系统、出料系统等。

【备注：手里的项目还用到了蒸汽分离器辅助蒸汽减温减压装置置换烟道换热器利用锅炉余温作为蒸发热源，后续有时间总结一二。】