天辰環(huán)保-廢水蒸發(fā)器在廢水處理行業(yè)的主要任務(wù)
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2021-09-28
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在醫(yī)藥、化工、輕工和食品等工業(yè)中,常常需要將含有固體溶質(zhì)的溶液進(jìn)行濃縮,以獲得固體產(chǎn)品或制取溶劑,工業(yè)上常用的濃縮方法一般是將稀溶液加熱沸騰,使部分溶劑汽化并不斷移除,從而提高溶液中溶質(zhì)的濃度,這種過(guò)程稱(chēng)為蒸發(fā).蒸發(fā)操作的任務(wù)就是將不揮發(fā)性的溶質(zhì)和揮發(fā)性的溶劑進(jìn)行分離。
例如在硝酸按水溶液蒸發(fā)的流程簡(jiǎn)圖中。蒸發(fā)器主要由加熱室及分離室組成,下部是加熱室,上部為分離室,加熱室是由許多換熱管構(gòu)成的換熱器,管間通入蒸汽作為加熱熱源,管內(nèi)為溶液的逗留空間,分離室用來(lái)進(jìn)行氣液分離。稀硝酸按溶液(稱(chēng)為料液)經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后加人蒸發(fā)器,在加熱室的換熱管內(nèi)受熱沸騰汽化,經(jīng)濃縮后的硝酸按溶液(稱(chēng)為完成液),從蒸發(fā)器的底部排出,汽化產(chǎn)生的水蒸氣經(jīng)氣液分離后送往冷凝器,冷凝而除去。
蒸發(fā)操作主要采用飽和水蒸氣加熱,而被蒸發(fā)的物料大多是水溶液,故蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生的蒸汽也是水蒸氣.為了區(qū)別,前者稱(chēng)為加熱蒸汽(如果來(lái)自鍋爐,又稱(chēng)生蒸汽),后者稱(chēng)為二次蒸汽。在操作中一般用冷凝的方法將二次蒸汽不斷地移出,否則蒸汽與沸騰溶液趨于平衡,使蒸發(fā)過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。若將二次蒸汽直接冷凝,而不利用其冷凝熱的操作稱(chēng)為單效蒸發(fā).若將二次蒸汽引到下一蒸發(fā)器作為加熱蒸汽,以利用其冷凝熱,這種串聯(lián)蒸發(fā)操作稱(chēng)為多效蒸發(fā)。
蒸發(fā)操作可以在常壓、加壓或減壓下進(jìn)行.常壓蒸發(fā)可用敞口設(shè)備,使二次蒸汽排人大氣中。真空蒸發(fā)時(shí)溶液側(cè)的操作壓強(qiáng)低于大氣壓強(qiáng),要依靠真空泵抽出不凝氣體并維持系統(tǒng)的真空度.加壓蒸發(fā)在加壓下進(jìn)行,因而溶液的沸點(diǎn)升高.產(chǎn)生的二次蒸汽的溫度也高,就有可能利用二次蒸汽作為其他設(shè)備的加熱劑.
由上所述,蒸發(fā)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是傳熱壁面一側(cè)的蒸汽冷凝與另一側(cè)的溶液沸騰間的傳熱過(guò)程,因此,蒸發(fā)器也是一種換熱器.但蒸發(fā)過(guò)程又具有不同于一般傳熱過(guò)程的特殊性。
①溶液中含有不揮發(fā)性溶質(zhì),故其蒸氣壓較同溫度下溶劑(其純水)的低,換言之,在相同的壓強(qiáng)下,溶液的沸點(diǎn)高于純水的沸點(diǎn)。相同條件下,蒸發(fā)溶液的傳熱溫差就比蒸發(fā)發(fā)純?nèi)軇┑膫鳠釡夭钚?,溶液濃度越高這種現(xiàn)象越顯著。因此,溶液的沸點(diǎn)升高是蒸發(fā)操作必須考慮的重要問(wèn)題。
②工業(yè)規(guī)模下,溶劑的蒸發(fā)量往往是很大的,需要耗用大量的加熱蒸汽,同時(shí)產(chǎn)生大量的二次蒸汽,如何利用二次蒸汽的潛熱,是蒸發(fā)操作中要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。
③溶液的特殊性決定了蒸發(fā)器的特殊結(jié)構(gòu),例如,某些溶液在蒸發(fā)時(shí)可能結(jié)垢或析出結(jié)晶,在蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)設(shè)法防止或減少垢層的生成,并應(yīng)使加熱面易于清洗。有些物料具有熱敏性,有些則具有較大的粘度或具有較強(qiáng)的腐蝕性等,需要根據(jù)物料的這些特性,設(shè)計(jì)或選擇適宜結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器。