在大规模工业生产中,往往需蒸发大量水分,这就需要消耗大量能源加热水产生蒸汽。为了减少加热蒸汽的消耗,可采用多效蒸发。然而在实际情况中,多效蒸发的操作和设计都会遇到各种各样的实际情况,应该怎么办呢?
膜处理系统:
工作原理:
膜浓缩是一种改革传统工艺实现纯化浓缩的技术。它利用有效成分与液体的分子量的不同实现定向的分离,达到浓缩的作用。相对于传统的加热浓缩,具有能耗低,常温下进行,对产品影响小等优点,已经在以下进行应用:
1. 蛋白和酶的纯化浓缩:超滤已成为蛋白和酶等纯化和浓缩的过程。
2. 染料等的纯化浓缩
3. 果汁、茶汁和医药制剂等的澄清和浓缩
主要特点:
1、具有无相变,一般不需加热,工序简化的优点;
2、适用pH范围宽和防止失活等;
3、适于热敏性物质的分离浓缩;
应用范围:适用于水处理、食品、制药、冶金、化学工业及环境保护行业。
工作原理:
多效蒸发将几个蒸发器串联运行的蒸发操作,使蒸汽热能得到多次利用,从而提高热能的利用率,多用于水溶液的处理。在三效蒸发操作的流程(见图)中,个蒸发器(称为效)以生蒸汽作为加热蒸汽,其余两个(称为*二效、*三效)均以其**效的二次蒸汽作为加热蒸汽,从而可大幅度减少生蒸汽的用量。。
系统组成:
1-6效加热器、1-6分离器(汽液分离或结晶器)、预热器(末效蒸汽、盘管预热或列管预热)、冷凝器、冷凝水储罐、真空泵、循环泵(过料)、强制循环泵、冷凝水泵、结晶(稠厚)釜、旋液装置、母液罐、离心机、电气仪表控制及阀门、管路等组成。
工艺选择 蒸汽消耗(T、不带热压泵) 蒸汽消耗(T、带热压泵)
单效蒸发器 1.1 0.8
双效蒸发器 0.6 0.5
三效蒸发器 0.4 0.35
四效蒸发器 0.3 0.28
五效蒸发器 0.25 0.23
六效蒸发器 0.22 0.2
能耗对比:
工艺选择 蒸汽消耗(T、不带热压泵) 蒸汽消耗(T、带热压泵)
单效蒸发器 1.1 0.8
双效蒸发器 0.6 0.5
三效蒸发器 0.4 0.35
四效蒸发器 0.3 0.28
五效蒸发器 0.25 0.23
六效蒸发器 0.22 0.2
降膜蒸发器的主要特点:
1.系统由于蒸汽加热均匀、料液为液膜式流动蒸发,所以具有传热效率高加热时间短等主要特点。如再配置热压泵,较具节能降耗,蒸汽耗量低、冷却水循环量低等优点。
2.物料沿管内壁向下加速加压流动蒸发,适应粘度较大的料液蒸发浓缩。
3.由于物料在每根管内成膜状蒸发,料液加热时间非常短,所以特别对食品蒸发浓缩非常有利,较大的保存了食品的营养成份。
4.蒸发过程在真空作用下,既保证了物料的卫生要求,同时保证了环保要求,同时大大降低了蒸发温度,加上配置热压泵,部份二次蒸汽经热压泵重新吸入与生蒸汽混合,既节约了生蒸汽,同时由于通过热压泵的蒸汽呈喷射雾状进入加热壳体,蒸汽迅速扩散,料液加热温和,所以适合热敏性物料的浓缩。
5.设备适用于发泡性物料蒸发浓缩,由于料液在加热管内成膜状蒸发,即形成汽液分离,同时在效体底部,料液大部份即被抽走,只有少部份料液与所有二次蒸汽进入分离器强化分离,料液整个过程没有形成太大冲击,避免了泡沫的形成。
6.对于食品蒸发浓缩,设备可同时具备杀菌功能,物料先经预热,然后进入杀菌器,达到94度以上,维持24秒左右,即进入一效效体,物料迅速闪蒸,温度瞬间下降。
7.设备可配备CIP清洗系统,实现就地清洗,整套设备操作方便,无死角。
8.设备连续进出料。
9.设备可配置自动化系统,实现进料量自动控制,加热温度自动控制,出料浓度自动控制,清洗自动控制,还可配备突发停电、故障时对敏感性物料的保护措施。其它安全、报警等自动化操作、控制。
MVR离心式蒸发器工作原理:
机械式蒸汽再压缩 (MVR)蒸发器利用蒸发器中产生的二次蒸汽,经压缩机压缩,压力、温度升高,热焓增加,然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用,使料液维持沸腾状态,而加热蒸汽本身则冷凝成水。这样,原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用,回收了潜热,又提高了热效率,生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效,减少了对外部加热及冷却资源的需求,降低能耗。
系统组成:
加热器、分离器(汽液分离)、预热器(物料-热水及物料-蒸汽两级预热)、冷凝器、冷凝水储罐、压缩机、真空泵、循环泵(过料)、热水泵、冷凝水泵、电气仪表控制及阀门、管路等组成。
应用领域:
适用于牛奶、葡萄糖、**酸、VC、木糖、制药、化工、生物工程等行业进行蒸发浓缩。特别适用于沸点升高较低的物料或易蒸发的稀物料。一般使用蒸汽价格比较贵而电价不是很高的场合,蒸发量越大的场合越有优势。
主要特点:
●MVR蒸发器技术是目前**为的蒸发技术,仅需少量生蒸汽(开机启动时需少量生蒸汽,正常运行仅需较少量生蒸汽用于补充热损失和补充进出料热焓),较大地降低企业运行成本,减少环境污染。 ●由于采用压缩机提供热源,和传统蒸发器相比,温差小得多,能够达到温和蒸发,较大地提高产品质量、降低结垢。 ●*冷凝器或只需很小面积的冷凝器,结构与流程非常简单,全自动操作,可连续运行,安全可靠。 ●设备紧凑,占地空间小,公用工程配套少。
性能对较:
(5吨蒸发量、果汁浓缩为例、蒸汽:180元/吨、电0.6元/度、冷却水0.2元/吨塔水损耗)
在使用多效并流蒸发器浓缩物料时,应如何控制进料?一效物料进入二效蒸发器时,应如何调节流量?在设计多效蒸发器浓缩物料时,应注意哪些问题?
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