陳紅

摘要：濃縮系統(tǒng)幾乎是化工生產(chǎn)中必備的生產(chǎn)單元，是節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵控制點(diǎn)，隨著技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，對(duì)其濃縮蒸發(fā)的效率提出更高的要求。通過對(duì)濃縮系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，分析了影響濃縮系統(tǒng)蒸發(fā)的相關(guān)因素。從濃縮設(shè)備、蒸發(fā)操作的方式、真空系統(tǒng)、冷凝介質(zhì)、蒸汽壓力、系統(tǒng)清洗和試漏等方面介紹了提高濃縮蒸發(fā)效率所采取措施。

關(guān)鍵詞：濃縮設(shè)備 蒸發(fā)操作的方式 真空系統(tǒng) 冷凝介質(zhì) 蒸汽壓力 濃縮系統(tǒng)清洗和試漏

中圖分類號(hào)：TQ028 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5336（2013）12-0013-02

1 前言

現(xiàn)階段，濃縮工藝技術(shù)發(fā)展速度越來越快，水平也越來越高。濃縮工藝技術(shù)已經(jīng)成為化工企業(yè)生產(chǎn)不可缺少的工藝方法，并且將越來越重要，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)成本戰(zhàn)略研究的重要方面。因此分析濃縮蒸發(fā)的因素及采取措施是我們做化工企業(yè)生產(chǎn)必備的知識(shí)和研究的方向。

2 濃縮設(shè)備

濃縮設(shè)備廣泛用于化工、醫(yī)藥和食品等工業(yè)部門，蒸發(fā)設(shè)備的好壞直接關(guān)系蒸發(fā)的效率，是影響其蒸發(fā)效率的直接因素，因此研究濃縮蒸發(fā)設(shè)備是我們研究濃縮系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作，在濃縮蒸發(fā)的因素中起到最重要、最基本的作用。分別從濃縮設(shè)備的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，蒸發(fā)器的選定，蒸發(fā)操作的方式，進(jìn)行對(duì)濃縮設(shè)備的細(xì)致分析和研究[1]。

2.1 濃縮蒸發(fā)設(shè)備的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

濃縮設(shè)備廣泛用于各行各業(yè)中，按作用目的可分蒸發(fā)濃縮型和蒸發(fā)結(jié)晶型；按加熱部分結(jié)構(gòu)分夾套式、蛇管式和列管式，長管式和短管式，垂直管式和水平管式；按照能源利用方式分有單效、多效，二次蒸汽壓縮式，多級(jí)閃蒸式或多效多級(jí)閃蒸式；按物料流動(dòng)方式又可分為升膜式、降膜式和升降膜式等等。盡管其分類方法各異，蒸發(fā)器的共同特點(diǎn)均是將熱量傳遞給物料使溶劑蒸發(fā)，提高物料濃度的目的[2]。

2.2 蒸發(fā)器的選定

蒸發(fā)器的選定是個(gè)綜合性的問題，無論在事先設(shè)計(jì)還是利用閑置的濃縮設(shè)備，我們必須考慮下述的因素，這樣才能做到“人、機(jī)、料、法、環(huán)”協(xié)調(diào)統(tǒng)一、相互促進(jìn)。

3 蒸發(fā)操作的方式

從能源利用來講，蒸發(fā)過程操作方式可分為單效蒸發(fā)、多效蒸發(fā)、多級(jí)閃蒸等。了解蒸發(fā)操作的方式，便于分析研究影響蒸發(fā)的因素。同時(shí)采用那種方式，要從工藝要求和節(jié)能降耗及高效運(yùn)行的角度考慮，采用合理的操作方式。

（1）單效蒸發(fā)：當(dāng)生產(chǎn)能力較小，加熱蒸汽是廉價(jià)的，所處理的物料有腐蝕性，或產(chǎn)生的蒸汽被污染不能再利用時(shí)，可采用單效蒸發(fā)。其操作方式包括間歇式、半間歇式、連續(xù)式。

（2）多效蒸發(fā)：多效蒸發(fā)是利用能量的一種方法。其特點(diǎn)是第一效通入加熱蒸汽，二次蒸汽作為下一效的加熱蒸汽，后面各效依次類推，末效二次蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝。理論上單位質(zhì)量加熱蒸汽蒸發(fā)的水量應(yīng)是效數(shù)的倍數(shù)。多效蒸發(fā)一般使用三效和四效，在造紙、制糖、印染等工業(yè)中使用六效或七效也是常見的。多效蒸發(fā)的流程，根據(jù)加熱蒸汽和料液的流向，有如下四種：并流（順流）、逆流、平流和錯(cuò)流，具體采用哪種方式應(yīng)根據(jù)濃縮物料的性質(zhì)及生產(chǎn)工藝要求等綜合因素確定。

4 真空系統(tǒng)

在減壓下進(jìn)行的蒸發(fā)稱為真空蒸發(fā)。由于減壓下溶液沸點(diǎn)較低，可利用低壓蒸汽或廢汽的熱源；在相同加熱蒸汽壓力下，真空蒸發(fā)可以提高傳熱溫差，增加設(shè)備生產(chǎn)能力，加之料液沸點(diǎn)低，有利于熱敏性物料的濃縮。因此，真空蒸發(fā)不僅廣泛用于單效，而且多效蒸發(fā)的末效或后幾效也總是在真空條件下操作。真空系統(tǒng)中應(yīng)用較多設(shè)備是真空泵。真空泵并不是產(chǎn)生真空的根本原因，產(chǎn)生真空的根本原因是二次蒸汽突然冷凝。真空泵是維持系統(tǒng)真空度，在真空系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用。真空泵性能好壞關(guān)系到濃縮蒸發(fā)效率和蒸發(fā)處理量。因此對(duì)真空泵要嚴(yán)格進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。性能中重要參數(shù)是真空泵的極限真空，它是反映真空泵性能的關(guān)鍵因素。對(duì)濃縮系統(tǒng)來講，一般要求真空泵極限在-0.095MPa～-0.1MPa。極限值未到達(dá)要求說明真空泵出現(xiàn)問題，一般原因存在漏點(diǎn)和自身泵有問題（如泵腔內(nèi)壁長時(shí)間磨損等）。在濃縮系統(tǒng)開車前對(duì)泵的極限值進(jìn)行檢查，未達(dá)極限值要認(rèn)真進(jìn)行檢修。真空泵的極限真空度越高，越有利于提高蒸發(fā)量及處理能力和降低蒸汽單耗。有助于降本增效，提高設(shè)備利用率。

5 冷凝介質(zhì)

冷凝介質(zhì)，一般是指冷卻水。通過用冷卻水與二次蒸汽直接或通過間接換熱，將二次蒸汽進(jìn)行冷凝，冷凝成二次冷凝水，從而產(chǎn)生真空。冷卻水的選擇是根據(jù)工藝條件要求不同，有循環(huán)水、冰水、鹽水等，對(duì)濃縮系統(tǒng)而言，一般廣泛使用循環(huán)水，但必須對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定處理，才能使循環(huán)水系統(tǒng)正常運(yùn)行。循環(huán)的凈化方法主要有過濾除污和藥劑除污。

6 蒸汽壓力

蒸汽壓力高低直接影響濃縮系統(tǒng)蒸汽消耗量和系統(tǒng)的處理量。在安全和工藝的條件許可下，蒸汽的壓力越高，蒸汽的溫度越高，蒸汽帶來的熱量就越多。一般在生產(chǎn)過程中要求蒸汽的壓力要在0.6MPa以上。濃縮系統(tǒng)在蒸汽的使用上采用飽和蒸汽，而不是過熱蒸汽。在換熱器換熱過程中分為兩段，即冷卻段和冷凝段。冷卻段所需面積增加，從而使冷凝段的傳熱面積相應(yīng)減小，而換熱量主要集中在冷凝段，冷卻段可忽略。為了增加冷凝段的傳熱面積，所以我們要用飽和蒸汽來進(jìn)行換熱操作。熱蒸汽傳熱系數(shù)低，過熱蒸汽與管的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于飽和蒸汽冷凝傳熱系數(shù)。過熱對(duì)設(shè)備不好，過熱蒸汽溫度高，對(duì)設(shè)備損害大。控制好濃縮系統(tǒng)，就要加強(qiáng)濃縮系統(tǒng)進(jìn)汽壓力的控制。認(rèn)真做好與供能單元的緊密聯(lián)系，使?jié)饪s系統(tǒng)蒸發(fā)效率最佳。

7 濃縮系統(tǒng)清洗和試漏

化工設(shè)備清洗方法較多，對(duì)于濃縮系統(tǒng)把它總結(jié)為三種，一般性清洗、藥劑清洗和機(jī)械性清洗。清洗是保證濃縮系統(tǒng)高效運(yùn)行的重要因素，是效率提升的關(guān)鍵控制點(diǎn)。對(duì)于處理不同的物料，我們選擇不同的清洗方法。

8 總結(jié)

影響濃縮系統(tǒng)蒸發(fā)的因素是多方面的，人員理論知識(shí)和操作技能也不能忽視，提高技能水平和崗位責(zé)任心也是提高濃縮系統(tǒng)蒸發(fā)效率的因素。各個(gè)因素之間是相互聯(lián)系，相互制約的。分析濃縮蒸發(fā)的因素是對(duì)每套濃縮裝置合理布局、合理操作、合理利用能源的必備知識(shí)，也是采取相應(yīng)措施的依據(jù)。系統(tǒng)性熟悉影響蒸發(fā)的因素，可以促進(jìn)打造高質(zhì)高效濃縮系統(tǒng)和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，為企業(yè)創(chuàng)造更高的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]黃亞東.化工原理（第1版）[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2006年9月出版.

[2]馬雄斌.蒸發(fā)器在食品行業(yè)中的應(yīng)用[J].廣東化工，2002，（05）.