二、工作原理深度剖析
一效蒸发器:新鲜蒸汽(生蒸汽)率先进入一效蒸发器的加热室。加热室内的管束将蒸汽的热量传递给管内流动的物料,使物料迅速升温至沸点并开始沸腾,产生大量二次蒸汽。此时,一效蒸发器内的温度和压力相对较高,一般操作温度在 100 - 120℃,压力维持在 0.1 - 0.3MPa。例如,在化工原料浓缩场景中,初始浓度较低的物料在一效蒸发器内初步受热蒸发,水分大量汽化,物料浓度开始提升。
二效蒸发器:一效蒸发器产生的二次蒸汽,携带了大量热能,被引入二效蒸发器的加热室作为热源。由于二效蒸发器内的压力低于一效,二次蒸汽在较低温度下即可继续加热物料,使其进一步蒸发。二效蒸发器的操作温度通常在 80 - 100℃,压力为 0.05 - 0.1MPa。以食品行业的果汁浓缩为例,经过一效初步浓缩的果汁进入二效蒸发器,在更低温度下持续蒸发水分,既避免了高温对果汁营养成分和风味的破坏,又充分利用了一效产生的二次蒸汽余热。
三效蒸发器:二效蒸发器产生的二次蒸汽,再次作为热源进入三效蒸发器的加热室。三效蒸发器在整个系统中处于负压状态,真空度较高,一般维持在 -0.08MPa 左右,操作温度在 50 - 70℃。在此环境下,物料中的水分在低温下仍能高效蒸发,进一步降低了能耗。如制药行业中对热敏性药物溶液的浓缩,三效蒸发器的低温蒸发条件可有效保护药物活性成分,确保产品质量。
(二)物料循环与浓缩过程
强制循环机制:强制循环泵在整个蒸发过程中起着核心驱动作用。它以 1.5 - 3.5m/s 的流速,将物料从分离室底部抽出,压送至加热室。物料在加热室内快速流动,与管束充分接触,吸收热量后迅速升温蒸发。高流速的物料流动有效避免了物料在加热管表面的结垢和结晶现象,同时强化了传热效率。例如,在磷肥生产中的磷酸浓缩过程,磷酸溶液粘度高且易结晶,强制循环泵推动磷酸溶液高速流动,防止固体结晶在加热管表面沉积,保证了蒸发过程的持续稳定进行。
物料流向选择:物料在蒸发器内的流向分为并流和逆流两种模式。并流时,物料与蒸汽流向一致,从一效依次流向三效。这种流向模式下,物料浓度逐效升高,温度也逐渐降低,适用于对温度敏感、浓度变化对蒸发影响较小的物料。逆流则相反,物料从三效流向一效,与蒸汽流向相反。逆流模式适用于高粘度、高浓度物料,因为物料在温度较高的一效蒸发器内停留时间较短,可减少物料因高温和高浓度导致的结垢和变性风险。例如,在染料中间体生产废水处理中,废水中有机物和无机盐浓度高,采用逆流模式能更好地适应物料特性,提高蒸发效果。
逐效浓缩实现:随着物料在各效蒸发器中依次循环蒸发,水分不断以二次蒸汽的形式排出,物料浓度逐效提高。在一效蒸发器内,物料经过初次蒸发浓缩,浓度有所提升;进入二效蒸发器后,继续蒸发浓缩,浓度进一步增加;最终在三效蒸发器内达到目标浓缩浓度,完成蒸发过程,从系统中排出。例如,在化工行业的盐类结晶生产中,原料盐水经过三效蒸发器的逐效浓缩,盐分浓度不断升高,最终达到过饱和状态,为后续的结晶工序提供了合适的原料。
山东银涛通用设备有限公司
联系商家时请提及chemicalbook,有助于交易顺利完成!