多效蒸发器的特性及调整

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1、多效蒸发器的特性及调整摘要：本文分析了升膜式、降膜式蒸发器性能，通对柠檬酸厂多效蒸发设备的运行数据分析，发现A、B套浓缩系统二次蒸汽供需不平衡，为保证蒸发浓度只能在二效、南北四效、母液蒸发器加生蒸汽，这又破坏了真空，造成料温升高影响质量，汽耗超标。通过分析、计算，提出了参考调整方法。关键词：升膜式降膜式干壁爬膜蒸发器真空料温汽耗二次蒸汽平衡一、升膜式蒸发器物料从加热器下部的进料管进入，在加热管内被加热蒸发拉成液膜，浓缩液在二次蒸汽带动下一起上升，从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进入分离器，浓缩液从分离器底部排出，二次蒸汽进入冷凝器，（加热管中液面一般为管高度的1／4

2、～1／5）。但是，如传热温差过大或蒸发强度过高，传热表面产生蒸汽量大于蒸汽离开加热面的量，则蒸汽就会在加热表面积积聚形成大气泡，甚至覆盖加热面，使液体不能浸润管壁，这时传热系数迅速下降，同时形成"干壁"现象；导致蒸发器非正常运行。不适合黏度较大受热后易产生积垢或浓缩时有晶体析出的物料。南北四效及母液蒸发器是升膜式蒸发器，真空高，沸点低，料温低；料液粘度大，浓度高，水分少，加生蒸汽后有效温度差太大，因为加热管中液面一般为管高度的1／4～1／5，料液下进上出，蒸汽上进下出，有效温度差太大，易在中上部形成“干壁”现象；作为“三效”，加生蒸汽时影响二效二次蒸汽的排出，二次蒸汽利用

3、率降低，又影响了二效的真空。二、降膜式蒸发器降膜式蒸发器与升膜式蒸发器的结构基本相同，但由于液膜与蒸汽的流动方向是由上到下，所以与升膜式蒸发器相反，进料口在上面而分离器在下面。料液由顶部加入，通过液料分配器均匀地分配到每根加热管中被加热蒸发，因重力的影响增加了蒸汽的抽拉作用和液膜的流动速度，所以在同样条件下降膜蒸发器的液膜比升膜要薄，传热系数也较大K=500～5.000kJ/（m2·h·℃）。同时，由于液流加速方向与重力方向一致，加速压头所引起的沸点升高也没有了。液体的运动是靠本身的重力和二次蒸汽运动的拖带力的作用，其下降的速度比较快，因此成膜的二次蒸汽流速可以较小，对黏

4、度较高的液体也较易成膜。降膜比生膜具有更多的优点，是目前越来越广泛采用的一种型式。特点：1、可以浓缩高黏度的液体2、停留时间短可以处理热敏性物料3、最适宜的蒸发量不大于进料量的80%。要求浓缩比较大的场合可以采用液体再循环的方法。4、适用于容易发泡的料液。5、制造费用不高，投资少，占地面积小。老厂一、二效和新厂A、B、C套一、二、三是降膜式蒸发器。三、A、B、C套和老厂蒸发器运行参数对比表项目一效二效三效物料温度℃蒸发器真空Kpa蒸发器温度℃物料温度℃蒸发器真空Kpa蒸发器温度℃物料温度℃蒸发器真空KpaA套100~1100~－10100~110>100-25.51006

5、2.7-94B套100~1100~－10100~110>97.8-23.697.858-94C套90~95－4085~9575无表计7450-94老厂103.3－14.5100~10591.2-44.74756.8-91.8由上表可见：1、A、B套一效、二效料温均在100℃以上，A、B套一效蒸发器产生的二次蒸汽温度都超过了100℃。温度过高且物料受热时间过长，会产生以下后果：（1）柠檬酸会发生部分分解，造成损失；（2）颜色变深；（3）在浓缩过程中，浓度增高的硫酸分解柠檬酸，产生很多挥发性酸，特别是甲酸，会溶解垢物，腐蚀设备、管道。2、C套料温控制得最好，可作为A、B、老厂

6、浓缩系统改造和今后扩建选型的方向。四、4、5月新、老厂蒸发量、生蒸汽耗量统计表项目流量t/h进料体积（m3）蒸发水量t蒸汽用量汽耗kg汽/kg水标准kg汽/kg水4月5月4月5月4月5月4月5月4月5月二效三效A套10.911.56717.17135.8386239941878.52033.290.48640.50910.52～0.550.40～0.42B套12.7513.1579198165.44562.54570.42167.628460.47510.6227C套11.72501.23102.71193.41422.7669.60.561老厂4.85.03299931

7、221927.92067.4818.4838.80.42450.4057由上表及图可见：1、C套缺少计量，仅作参考（4月走料时间248小时，蒸汽流量按2.7t/h计）；2、老厂三、四、五效生蒸汽用量很少，汽耗最低，达到标准。产量、汽耗5月均好于4月，说明二次蒸汽利用率高，产量增加，汽耗更加下降。这是二次汽供、需平衡的结果。3、A、B套由于二次蒸汽供需不平衡，二效、南、北四效、母液蒸发使用生蒸汽又破坏了一、二效的真空，降低了二次蒸汽的使用效益，使汽耗超标。4、A、B套5月份产量、汽耗均高于4月份，这是由于产量增加，二次蒸汽供、需