实际操作中,无论哪种形式的单效蒸发,从溶液中蒸发出1kg的水,都需要消耗不少于1kg的加热蒸汽。为减少加热蒸汽的消耗量,在化工生产中,可采用多效蒸发。按多效蒸发时溶液加料方式的不同,可将多效蒸发分为并留法、逆流法、错流法和平流法四种流程。
一、并流法
料液的流向与蒸汽的流向相同,即均由第一效顺序至末效。如图13-8所示。
在这种流程中,后一效蒸发室的压力较前一效的低,因而溶液可以靠压差从前一效流到后一效而无需用泵来输送。再者,前一效的溶液沸点较后一效的高,因此当溶液由前一效进入后一效后,呈过热状态,可自行蒸发,产生更多的二次蒸汽,以利于二次蒸汽的利用。
图13-8 并流法三效蒸发流程
这种流程的缺点是:后一效中溶液的浓度较前一效大,而温度又较前一效的温度低,使溶液黏度加大,传热系数减小;在末效中尤为严重,影响生产能力的发挥。因此黏度很大或黏度随温度变化很大的溶液不适于用并流法进行多效蒸发。
图13-9 逆流法三效蒸发流程
二、逆流法
料液的流向与蒸汽流向相反,如图13-9所示。原料液从末一效进入,用泵依次输送至前一效。浓缩液由第一效底部排出。而加热蒸汽的流向仍是由第一效顺序至末一效。优点是随溶液浓度增加温度也增高,故溶液黏度不会很大,使各效均有较好的传热效果。缺点是溶液自低压处向高压处流动,效间需用泵输送,能量消耗较大;且由于多效蒸发时,前一效溶液的沸点总是比后一效的高,所以,当溶液由后一效逆流进入前一效时,不仅没有自行蒸发的现象,还需多消耗一些热量将溶液加热至沸点。逆流法用于处理溶液黏度随温度和浓度变化较大的溶液,不宜处理热敏性溶液。(www.xing528.com)
三、错流法
此法为各效间有些采用并流,有些采用逆流。如在三效蒸发中,蒸汽还是从Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ,而溶液的流向可为Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ或Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ,错流法兼有并流法和逆流法的优点而避免其缺点。但这种方法操作复杂,实际上很少采用。
四、平流法
每效都加入原料溶液并在每效放出增浓溶液的方法称为平流法,其流程如图13-10所示。
此法适用于溶液增浓后有结晶析出,而不适于在效间流动的情况。
多效蒸发操作中,由于温差损失的影响,效数越多,温差损失越大,分配到每效的有效温差就越小,生产强度下降,设备费加大,因此,实际生产中需均衡蒸汽利用率、设备费和产地等因素来选择合适的效数,工业生产中常用的为三效或四效蒸发器。
图13-10 平流法三效蒸发流程
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