技術文章
多效蒸發器或MVR蒸發器只說明了蒸發器的工藝形式。而蒸發器主體設備具體是什么形式的并未表明。針對不同物料性質要求,在蒸發器系統內部不同濃縮程度的位置蒸發器的形式選擇并不相同。
常用列管蒸發器形式主要有:
強制循環蒸發器(列管)
自然外循環蒸發器
中央循環管蒸發器
降膜蒸發器(列管)
升膜蒸發器(列管)
強制循環蒸發器(列管)
工作原理
強制循環蒸發器主要由加熱室、分離室和循環泵組成。
加熱室有臥式和立式兩種結構,加熱管有立式單程、立式雙程、臥式單程、臥式雙程,后兩者設備總高較低但管子不易清洗。溶液在加熱管內的循環流速通常在1.2~3m/s(當懸浮液中晶粒多,所用管材硬度低,液體粘度較大時,選用低值)。
根據分離室循環料液進出口的位置不同,它又可以分為正循環和逆循環,循環料液進口位置在出口位置上部的稱為正循環,反之為逆循環。分離室頂部裝有用于分離出口汽中夾帶的液沫和液滴的高效除沫裝置,用于提高產品質量,減少夾帶損失。同時依據結晶工況的需要,分離室有各種優化調整的結構形式以保證結晶場合達到,以得到較佳外觀形貌的晶體產品。
強制循環蒸發器是依靠外加動力——循環泵使溶液進行循環。泵將循環管中下降的溶液和原料液送到加熱室,大大加快了循環速度,強化了傳熱過程。溶液循環速度大小由泵調節。循環泵的揚程要與循環系統的阻力匹配,一般是流量大揚程低。
提高循環速度的重要性不僅在于提高沸騰給熱系數,其主要用意在于降低單程汽化率。在同樣蒸發能力下(單位時間的溶劑汽化量),循環速度愈大,單位時間通過加熱管的液體量愈多,溶液一次通過加熱管后的汽化率也愈低。這樣,溶液在加熱壁面附近的局部濃度增高現象可以減輕,加熱面上結垢現象可以延緩。濃度愈高,為減少結垢所需的循環速度愈大。
同時,在有結晶產出的工況下,對應一定結晶產量下,一定的循環量也是晶體培養所必須的。
結構特點
1)流體在換熱管中流動速度高,雷諾系數大,傳熱強度高。
2)高強度的湍流狀態,高速度的沖刷,抗鹽析,抗結垢。
3)大流量的循環,快速消除溶液的過飽和,是晶體培養所必須的。
4)適應面十分廣泛,適用于大部分物料蒸發結晶場合,如氯化鈉、硫酸鈉、磷酸鈉、氯化銨、硫酸鈷、氯化鈷、硫酸鎳、硫酸銨、硫代硫酸鈉、氟化鈉、亞硫酸鈉、氫氧化鋰、硝酸鈉、硝酸鉀、硫酸銅、鈣、溴化鈉、溴化鉀、硫酸鋅、硼酸鈉、各種有機物料等。