影響蒸發器蒸發強度的因素有哪些
不管多效蒸發器還是MVR蒸發器,蒸發器的加熱室是一個間壁式換熱器,總蒸發量(蒸發器的生產能力)通常指單位時間內蒸發的水量,其大小由蒸發器的傳熱速率來決定。換熱器的總傳熱速率等于傳熱面積、換熱溫差及總傳熱系數三者的乘積。
蒸發器的蒸發強度是指單位時間內單位傳熱而積上所能蒸的水量,是評價蒸發器佳劣的一個重要指標。對于給定的相同蒸發量,蒸發強度越大,所需傳熱面積越小,蒸發設備尺寸越小。要提高蒸發器的蒸發強度,一般從如下幾點著手:
一、提高總傳熱系數K
提高總傳熱系數K是提高蒸發強度較為有效的途徑。總傳熱系數的大小取決于傳到面積兩側的對流傳熱系數和污垢熱阻。蒸汽冷凝的對流傳熱系數一般要比溶液沸騰的對流傳熱系數大,即溶液沸騰側的對流傳熱熱阻較大,設計和操作中應采取措施提高溶液沸騰的對流傳熱系數。我們可提高溶液的循環速度和湍動程度,從而提高蒸發器的蒸發能力。
其次:在蒸發器的操作中,還要注意及時排除加熱蒸汽中的不凝性氣體,若在蒸汽中含有少量不性氣體時,則加熱蒸汽冷凝膜系數下降。據測試,蒸汽中含1%不凝性氣體,總傳熱系數下60%,所以在操作中,必須密切注意和及時排除不凝性氣體。實際蒸發器設計時,設計合理的排不凝氣體管口位置,實際操作中及時將不凝氣體排除出系統。
另外:在蒸發操作中,結垢現象不可避免,尤其當處理易結晶和腐蝕性物料時,由于結垢或析出結晶,會產生很大的污垢熱阻,使總傳熱系數急劇下降。為了減小污垢熱阻,蒸發器必須定期進行清洗。減小污垢熱阻的措施還有選用適宜的蒸發器型式,例如強制循環型蒸發器;在溶液中加入微量阻垢劑,以阻止污垢的形成或減小污垢形成的速度;另一方面改進蒸發器的結構,如把器的加熱管加工光滑些,使污垢不易生成,即使生成也易清洗,這就可以提高溶液循環的速度,而可降低污垢生成的速度。
二、提高蒸汽壓力
為了提高蒸發器的生產能力,提高加熱蒸汽的壓力和降低冷凝器中二次蒸汽壓力,有助于提高傳熱溫度。因為加熱蒸汽的壓力提高,飽和蒸汽的溫度也相應提高。冷凝器中的二次壓力降保,蒸發室的壓力變低,溶液沸點溫度也就降低。由于加熱蒸汽的壓力常受工廠鍋護的限制,所以通常加熱蒸汽壓力控制在300~500kPa;冷凝器中二次蒸汽的壓力控制在10-20kPa。假如壓力再降低,勢必增大真空泵的負荷,增加真空的功率消耗,且隨著真空度高,蒸發料液溫度降低,物料溶液的黏度增大,使總傳熱系數下降,反而影響蒸發器的傳熱量。
三、提高傳熱量
提高蒸發器的傳熱量,必須增加它的傳熱面積。在操作中,應密切注意蒸發器內液面高低。液面過高,加熱管下部所受的靜壓強過大,溶液達不到沸騰;液面過低,則不利于溶液的循環流動,同時易產生管內沸騰結晶,造成換熱管的堵塞,總傳熱系數急劇下降。