一、蒸汽決定蒸發(fā)器的“效”
多效蒸發(fā)是由多個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)組合而成以節(jié)省蒸汽消耗為目的的換熱系統(tǒng)。每級蒸發(fā)器稱作一效,多效蒸發(fā)器無論物料走向如何,各效的操作壓力及溶液沸點(diǎn)均依次降低,首效以新鮮高壓蒸汽作為熱源,后效以前效的二次蒸汽作為加熱蒸汽,后效的加熱器同時(shí)充當(dāng)著前效冷凝器的作用,蒸發(fā)過程中僅效需消耗新鮮蒸汽,系統(tǒng)總蒸發(fā)量可數(shù)倍于新蒸汽的消耗,故而降低了同等蒸發(fā)量的新蒸汽耗量。
理論上多效蒸發(fā)器的效數(shù)越多,新蒸汽消耗越少。但是同時(shí)被蒸發(fā)物料側(cè)的來料狀態(tài)以及進(jìn)入各效的先后次序也影響著系統(tǒng)蒸汽的消耗。
二、多效蒸發(fā)器流程
1、順流流程
順流流程也叫做并流流程,是指物料從效進(jìn)料,初步濃縮后依次從后效直至從末效出料采出。物料和方向和二次汽的走向一致。
因蒸發(fā)器壓力隨效數(shù)依次降低,所以順流過料過程是從高壓向低壓送料,從而可以不需要配泵,僅靠效間壓差即可完成過料。物料從前效進(jìn)入后效時(shí)因?yàn)閴毫Φ慕档蜁l(fā)生部分閃蒸汽化,故此多效蒸發(fā)器的后效蒸發(fā)量要高于前效蒸發(fā)量。因?yàn)槭仔нM(jìn)料溫度低于蒸發(fā)溫度,需要額外消耗可觀的生蒸汽進(jìn)行加熱(或預(yù)熱)。
順流蒸發(fā)器流程簡單,動(dòng)力消耗低,操作和控制均較方便,對于無出料溫度要求的蒸發(fā)濃縮或蒸發(fā)結(jié)晶工藝,順流流程選擇多。
2、逆流流程
逆流流程意即物料走向和二次汽走向相反,即物料從末效進(jìn)料,然后依次向上一效過料直至首效出料。在過料途中,物料是從低壓低溫效向高壓高溫效過料,所以需要通過過料泵補(bǔ)充壓頭才能完成過料。
逆流流程應(yīng)用于對蒸發(fā)器出料溫度有具體要求的物料,比如需要獲得高溫高濃物料送后續(xù)冷卻結(jié)晶,或首效出料后還需繼續(xù)蒸發(fā),比如氯化鈣溶液的初始多效濃縮段。
3、錯(cuò)流流程
錯(cuò)流流程也稱之為平流流程,意即料液每效都單獨(dú)進(jìn)出,不在效間過料。錯(cuò)流流程通常用于料液初始濃度較高,且目標(biāo)是蒸發(fā)結(jié)晶的工況??梢酝ㄟ^各效的出料和過濾速度方便控制各效的含固量,避免了順流或逆流過程中蒸發(fā)器含固量太高但無法及時(shí)取出的弊端。
三、多效蒸發(fā)器蒸汽耗量
多效蒸發(fā)器的蒸汽消耗和諸多因素有關(guān)、如料液來料溫度、是否預(yù)熱、預(yù)熱方式、順逆錯(cuò)流、濃縮比等。在同樣的進(jìn)料溫度條件下,高濃縮比條件下,逆流流程蒸汽省蒸汽,低濃縮比條件下順流流程省蒸汽,具體蒸汽消耗需能量衡算得出。