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蒸发器的工作原理讲解分类特点计算方法等内容详述

时间:2021-11-24 来源网站:唐山化工机械网

2017-12-11 09:54:38来源:贤集网 赵媛

原标题:蒸发器的工作原理讲解,分类、特点、计算方法等内容详述

蒸发器是由低温的冷凝液体通过与外界的空气进行加热和蒸发,然后通过加热室提供液体蒸发所需要的热量来加快液体的沸腾并汽化,加热室中所产生的蒸汽带有大量液体小液珠,这些液体小液珠会借自身凝聚力或除沫器等的作用得以与蒸汽分离,通常除沫器是安装在蒸发室的顶部。下面贤集网小编为大家讲解一下蒸发器的工作原理、分类、特点、计算方法、选择注意事项、结垢危害及除垢方法、常见故障及解决方法。

蒸发器的工作原理

加热室向液体提供蒸发所需要的热量,促使液体沸腾汽化;蒸发室使气液两相完全分离。加热室中产生的蒸气带有大量液沫,到了较大空间的蒸发室后,这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。通常除沫器设在蒸发室的顶部。

蒸发器的分类

一、按蒸发方式分:

1、自然蒸发:即溶液在低于沸点温度下蒸发,如海水晒盐,这种情况下,因溶剂仅在溶液表面汽化,溶剂汽化速率低;

2、沸腾蒸发:将溶液加热至沸点,使之在沸腾状态下蒸发,工业上的蒸发操作基本上皆是此类;

二、按加热方式分:

1、直接热源加热它是将燃料与空气混合,使其燃烧产生的高温火焰和烟气经喷嘴直接喷入被蒸发的溶液中来加热溶液、使溶剂汽化的蒸发过程;

2、间接热源加热容器间壁传给被蒸发的溶液,即在间壁式换热器中进行的传热过程;

三、按操作压力分:

可分为常压、加压和减压(真空)蒸发操作,很显然:对于热敏性物料,如抗生素溶液、果汁等应在减压下进行,而高粘度物料就应采用加压高温热源加热(如导热油、熔盐等)进行蒸发;

四、按效数分:

可分为单效与多效蒸发。若蒸发产生的二次蒸汽直接冷凝不再利用,称为单效蒸发,若将二次蒸汽作为下一效加热蒸汽,并将多个蒸发器串联,此蒸发过程即为多效蒸发。

蒸发器的特点

1、蒸发器内径为φ200mm、高度约为100 mm的金属圆盆;

2、蒸发器为金属圆形结构、内壁应圆滑,蒸发器刃口不得有毛刺或碰伤等缺陷;

3、所有与水接触的部位应光滑,其相互配合或连接部焊缝应严密、牢固、不得有渗漏水现象;

4、蒸发器各零、部件的装配应正确,不得有松脱、变形及其它影响使用的缺陷;

5、蒸发器各零、部件所敷保护层应牢固、均匀、光洁,不得有脱层、锈蚀等缺陷;

6、蒸发器与安装框架应安装方便,并能使蒸发器在正常使用中不会因风力影响而脱开。

蒸发器的计算方法

一、先确定工艺流程;

二、求初始各效蒸发水量;

1、初始沸点定为15摄氏度;

2、各效加热蒸汽和料液沸点间的传热温差为20摄氏度左右;

3、确定最后一效的二次蒸汽压强,一般为10KPa,并求出相对应的温度;

4、退出其它各效和生蒸汽温度及其压强;

5、设计换热器位置,加热蒸汽来源;

6、列方程组求各效蒸发水量作为初始值。

蒸发器的选择注意事项

1、效数

主要考虑处理量的大小、被蒸发物料的沸点升高值、设备的多少;

2、乏汽冷凝器的选择

乏汽(释放出热势能的蒸汽从排汽口排出,称为乏汽)必须回收的时候,最好采用间接冷凝器,比如列管式、螺旋板式换热器;乏汽不需要回收的时候,最好采用直接冷凝器,比如直接大气冷凝器、水喷射泵冷凝等;

3、流程

顺流在操作的时候,后效蒸发室的压强较前效低,溶液在效间的输送所需的泵的功率小。此外,因为后效蒸发发温度低,所以前效溶液进入后效后,就会闪蒸出部分的蒸汽,所以生蒸汽消耗比较少,但是,顺流流程的时候,后效的浓度高、温度低、粘度增高、传热速率小,逆操作的时候和顺流操作是相反的,前效温度高、浓度高,后效温度低、浓度低,让各效的传热速率接近,但是所需效间过料泵功率大,蒸汽消耗多,不适合处理热敏性物料,也不适合随着温度和浓度提高,介质腐蚀性增强的物料,另外,其能根据物料的具体情况采用平流、混流的流程;

4、加热面积

确定蒸发器的加热面积是通过物料平衡、热量平衡、传热计算以及采用的流程形式等因素综合考虑后决定的。蒸发器从用途来分,可以分普通多效蒸发系统、强制循环蒸发器,强制循环蒸发器是用多台外循环蒸发器的基础上再增加外循环泵,强制循环蒸发器可以适用于在蒸发过程中有结晶,并且是非热敏性物料的场合。

蒸发器结垢危害及除垢方法

一、结垢危害

蒸发器循环冷却水中含有大量的盐类物质、腐蚀产物和各种微生物,由于未对其进行水处理,蒸发器运行一段时间后水侧会结有大量的钙镁碳酸盐垢及藻类、微生物淤泥、粘泥等,这些污垢牢固附着于铜管内表面,导致传热恶化、循环压力上升、机组真空度降低,影响机组的运行效率,造成较大的经济损失。

二、除垢准备

1、断开与蒸发器无关的其它系统;

2、开启蒸发器水侧高点放空阀和蒸汽侧低点导淋阀,以保证清洗过程中反应产生的大量气体能够及时排放和清洗液的充满度;同时通过导淋阀监测清洗过程中换热器铜管的泄漏情况;

3、为了监测系统的清洗效果及清洗过程中设备的腐蚀情况,在清洗施工前,将相当于设备材质的标准腐蚀试片、监测管段分别悬挂于清洗槽中;

三、防垢方法

1、在蒸发器制作时进行预膜防垢处理。制作蒸发器时采用预膜防垢能在蒸发器、冷风机的管道表面形成一层保护膜,有效的阻止污垢晶体在铜管表面上附着,降低蒸发器结垢可能,延长蒸发器、冷风机结构周期;

2、在蒸发器、冷风机内设置预冷器,使蒸发器的管表面蒸发温度在40℃以下,同时,采用大水量,密集型布水器,确保冷凝器管表面时刻被水膜包覆,无干涸点,设置预冷器、防止干涸点的产生都对蒸发器、空气冷却器的结垢问题有预防效果;

3、采用少量连续排水装置,将蒸发器、空气冷却器的冷却循环水的钙离子的浓缩倍数控制在一定范围内,有效的防止垢质的析出,降低蒸发器、冷风机、闭式冷却塔冷却循环水的钙离子含量是控制结垢问题的釜底抽薪之策,能从源头上解决蒸发器防垢、结垢问题。

蒸发器常见故障及解决方法

1、电路或管道连接故障

①故障情况:由于电路老化、人为损坏、虫鼠破坏等原因,蒸发器的电线和铜管的连接处可能断开或者松弛,会导致风机的风扇不转动或者制冷剂泄漏;

②维修方法:检查电线、管道等连接处,重新加固连接;

2、结霜严重或不化霜

①故障情况:由于长时间不除霜、库内湿度较高,会导致蒸发器变面结霜严重,由于蒸发器上的电热丝或者淋水设备等化霜装置故障,会导致蒸发器化霜困难或不化霜;

②维修方法:检查除霜装置,修复或更换除霜装置,使用工具,人工除霜,除霜时禁止用硬物敲打冰霜,要避免对蒸发器的破坏;

3、内管堵塞

①故障情况:由于制冷系统内存在杂物,杂物进入蒸发器管道,使管道堵塞,若制冷系统中存在水气,水气会结冰,使管道堵塞;

②维修方法:使用氮气吹污,更换制冷剂,把制冷系统内的杂物及水气排除。

以上是集网小编为大家讲解的蒸发器的工作原理、分类、特点、计算方法、选择注意事项、结垢危害及除垢方法、常见故障及解决方法。医学中使用的蒸发器,挥发性吸入麻醉药在室温下均呈液态,蒸发器能有效地将挥发性麻醉药液蒸发为气体,并能精确地调节麻醉药蒸气输出的浓度,麻醉药的蒸发需要热量,蒸发器周围的温度是决定挥发性麻醉药蒸发速度的主要因素。

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