第1章　蒸發器簡介

1.1　蒸發器的蒸發及其節能

蒸發分為加壓蒸發、常壓蒸發及減壓蒸發三種。工業上的蒸發操作經常在減壓下進行,這種操作稱為真空蒸發。真空蒸發的優點是:可使加熱蒸汽與料液的溫度差加大;可低溫蒸發,能夠減少料液在蒸發過程中的熱變性;可采用多效蒸發,從而降低蒸汽的消耗;可利用冷凝的方式將蒸發后的尾氣冷凝成液態,減少對大氣的排放量及污染。但真空蒸發也有缺點,因為隨著真空度的提高[式(1?1)],蒸發潛熱也隨之加大。

r=607-0.708t(1?1)

式中　r——水的蒸發潛熱,kcal /kg;

t——蒸發溫度,℃。

可見在減壓下低溫蒸發,當扣除潛熱后絲毫也不能節能,實際上為保持系統的真空度,必須啟動冷凝器及真空泵并支付動力費用。從這一點看,單純地減壓蒸發水分以濃縮料液是達不到經濟要求的,必須要反復多次利用蒸汽的潛熱,即采用多效蒸發。

蒸發器要達到節能目的有以下幾種途徑:采用多效蒸發;采用熱壓縮二次蒸汽技術;采用完全機械壓縮二次蒸汽技術;充分利用末效二次蒸汽及冷凝水熱量對物料進行預熱。

圖1?1中(a)為蒸汽直接加熱;(b)為采用熱壓縮技術抽吸一部分二次蒸汽作為蒸發器的加熱熱源,即TVR蒸發器;(c)為采用蒸汽壓縮機將二次蒸汽全部進行再壓縮作為蒸發器的加熱熱源,即MVR蒸發器。可以看出,由于在蒸發器中引入了節能裝置,降低了能源的消耗。

圖1?1　不同加熱方式下的蒸發器質量能量

目前在食品、制藥、玉米深加工、生物化工及工業廢水等領域比較常用的蒸發器種類有外循環蒸發器、強制循環蒸發器、降膜式蒸發器、混合式蒸發器、板式蒸發器及MVR蒸發器,如圖1?2所示。

圖1?2　幾種常用的蒸發器