第1章　蒸发器简介

1.1　蒸发器的蒸发及其节能

蒸发分为加压蒸发、常压蒸发及减压蒸发三种。工业上的蒸发操作经常在减压下进行,这种操作称为真空蒸发。真空蒸发的优点是:可使加热蒸汽与料液的温度差加大;可低温蒸发,能够减少料液在蒸发过程中的热变性;可采用多效蒸发,从而降低蒸汽的消耗;可利用冷凝的方式将蒸发后的尾气冷凝成液态,减少对大气的排放量及污染。但真空蒸发也有缺点,因为随着真空度的提高[式(1⁃1)],蒸发潜热也随之加大。

r=607-0.708t(1⁃1)

式中　r——水的蒸发潜热,kcal /kg;

t——蒸发温度,℃。

可见在减压下低温蒸发,当扣除潜热后丝毫也不能节能,实际上为保持系统的真空度,必须启动冷凝器及真空泵并支付动力费用。从这一点看,单纯地减压蒸发水分以浓缩料液是达不到经济要求的,必须要反复多次利用蒸汽的潜热,即采用多效蒸发。

蒸发器要达到节能目的有以下几种途径:采用多效蒸发;采用热压缩二次蒸汽技术;采用完全机械压缩二次蒸汽技术;充分利用末效二次蒸汽及冷凝水热量对物料进行预热。

图1⁃1中(a)为蒸汽直接加热;(b)为采用热压缩技术抽吸一部分二次蒸汽作为蒸发器的加热热源,即TVR蒸发器;(c)为采用蒸汽压缩机将二次蒸汽全部进行再压缩作为蒸发器的加热热源,即MVR蒸发器。可以看出,由于在蒸发器中引入了节能装置,降低了能源的消耗。

图1⁃1　不同加热方式下的蒸发器质量能量

目前在食品、制药、玉米深加工、生物化工及工业废水等领域比较常用的蒸发器种类有外循环蒸发器、强制循环蒸发器、降膜式蒸发器、混合式蒸发器、板式蒸发器及MVR蒸发器,如图1⁃2所示。

图1⁃2　几种常用的蒸发器