蒸發(fā)濃縮結晶設備的設計原理、流程及選型

 1、蒸發(fā)應用范圍  

    蒸發(fā)是重要的化工單元操作之一，它在工業(yè)生產(chǎn)中的應用十分廣泛。蒸發(fā)操作可在加壓、常壓、真空下進行。為了保證產(chǎn)品生產(chǎn)過程的系統(tǒng)壓力，則蒸發(fā)需要在加壓狀態(tài)下操作；對于熱敏性物料，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，在較低溫度下濃縮，則需要采用真空操作以降低溶液沸點；若要回收利用低位熱能，采用真空操作也是有利的，因為在真空下熱源與被蒸發(fā)溶液間的溫度差比常壓下增大，從而加速了熱量傳遞過程。但由于沸點低，溶液的粘度也相應增大，而且設置真空發(fā)生系統(tǒng)，也需要增加設備和動力。

2、蒸發(fā)器的設計原則

蒸發(fā)器是一個大的熱能消耗裝置，由于能源價格不斷地提高。因此，在系統(tǒng)工程中以及蒸發(fā)裝置本身，如何降低能耗，有效地利用各種余熱更加重要。多效蒸發(fā)依然是研究的重點，其參數(shù)有:效數(shù)、溫度差、濃度比、年經(jīng)營效用和總傳熱面積等。

蒸發(fā)器的結構型式種類繁多，應結合具體的蒸發(fā)任務來加以選擇。首先，必須考慮的因素是溶液的物化性質(zhì)，確保蒸發(fā)濃縮產(chǎn)品的質(zhì)量。被蒸發(fā)的溶液均具有一定的特性，包括組成、粘性、熱敏性、發(fā)泡性、腐蝕性，以及在蒸發(fā)過程中是否易結晶、結垢，是否含有固體懸浮物等。

 3、蒸發(fā)器設計要考慮的特殊因素

從上述對蒸發(fā)過程的簡單介紹可知，常見的蒸發(fā)時間壁兩側(cè)分別為蒸氣冷凝和液體沸騰的傳熱過程，蒸發(fā)器也就是一種換熱器。但和一般的傳熱過程相比，蒸發(fā)操作又有如下特點 :

① 沸點升高 蒸發(fā)的溶液中含有不揮發(fā)性的溶質(zhì)，在一定壓力下溶液的蒸氣壓較同溫度下純?nèi)軇┑恼魵鈮旱?，使溶液的沸點高于純?nèi)芤旱姆悬c，這種現(xiàn)象稱為溶液沸點的升高。在加熱蒸氣溫度一定的情況下，蒸發(fā)溶液時的傳熱溫差必定小于加熱唇溶劑的純熱溫差，而且溶液的濃度越高，這種影響也越顯著。

② 物料的工藝特性 蒸發(fā)的溶液本身具有某些特性，例如有些物料在濃縮時可能析出晶體，或易于結垢；有些則具有較大的黏度或較強的腐蝕性等。如何根據(jù)物料的特性和工藝要求，選擇適宜的蒸發(fā)流程和設備是蒸發(fā)操作彼此必須要考慮的問題。

③ 節(jié)約能源 蒸發(fā)時汽化的溶劑量較大，需要消耗較大的加熱蒸氣。如何充分利用熱量，提高加熱蒸氣的利用率是蒸發(fā)操作要考慮的另一個問題。