最新蒸发节能

1、化学工程与工艺化学工程与工艺10级本科一班级本科一班化工节能化工节能蒸发蒸发Page 2引言引言n “十一五十一五”规划提出了节规划提出了节能降耗和污染减排目标，并能降耗和污染减排目标，并作为约束性指标。坚定不移作为约束性指标。坚定不移的实施这两个约束性目标，的实施这两个约束性目标，对推动经济增长方式转变、对推动经济增长方式转变、加强节能环保工作具有十分加强节能环保工作具有十分重要的意义。充分认识节能重要的意义。充分认识节能工作的重要意义，进一步做工作的重要意义，进一步做好节能降耗工作。好节能降耗工作。Page 3n 蒸发是浓缩溶液的化工单元操作。在化工、蒸发是浓缩溶液的化工单元操作。在化工、

2、医药、轻工等工业中，常常要进行蒸发操作，蒸医药、轻工等工业中，常常要进行蒸发操作，蒸发是最常见的化工分离单元操作之一，也是个能发是最常见的化工分离单元操作之一，也是个能耗很高的单元操作。目前我国的能源利用率仍然耗很高的单元操作。目前我国的能源利用率仍然较低，主要能耗设备能耗效率比国际先进水平低较低，主要能耗设备能耗效率比国际先进水平低5-20个百分点。随着能源的日益紧张，市场竞争个百分点。随着能源的日益紧张，市场竞争的不断加剧，的不断加剧，节能降耗节能降耗已成为当今企业技术改造已成为当今企业技术改造的重点，而改进蒸发操作是关键。的重点，而改进蒸发操作是关键。n 其中，蒸发操作最显著的节能方法是

3、采用其中，蒸发操作最显著的节能方法是采用多多效蒸发效蒸发。Page 4一、多效蒸发一、多效蒸发 中文名称中文名称多效蒸发英文名称英文名称定义定义multiple effectdistillation-MED将一个蒸发器蒸发将一个蒸发器蒸发出来的蒸汽引入下出来的蒸汽引入下一个蒸发器，利用一个蒸发器，利用其凝结放出的热加其凝结放出的热加热蒸发器中的水，热蒸发器中的水，两个或多于两个串两个或多于两个串联以充分利用热能联以充分利用热能的蒸发系统。的蒸发系统。Page 5二、二、 多效蒸发原理多效蒸发原理 在大规模工业生产中，在大规模工业生产中，需要蒸发大量水分，这就需需要蒸发大量水分，这就需要消耗大量

4、加热蒸汽。为了要消耗大量加热蒸汽。为了减少加热蒸汽的消耗，可采减少加热蒸汽的消耗，可采用多效蒸发。将加热蒸汽通用多效蒸发。将加热蒸汽通入一蒸发器，则溶液受热而入一蒸发器，则溶液受热而沸腾，而生产的二次蒸汽其沸腾，而生产的二次蒸汽其压力与温度较原来加热蒸汽压力与温度较原来加热蒸汽（即生蒸汽）为低，但此二（即生蒸汽）为低，但此二次蒸汽仍可设法加以利用。次蒸汽仍可设法加以利用。在多效蒸发中，则可将二次在多效蒸发中，则可将二次蒸汽当做加热蒸汽，引入另蒸汽当做加热蒸汽，引入另一个蒸发器，只要后者蒸发一个蒸发器，只要后者蒸发室压力和溶液沸点均较原来室压力和溶液沸点均较原来蒸发器中的为低，则引入的蒸发器中的

5、为低，则引入的二次蒸汽即能起加热热源的二次蒸汽即能起加热热源的作用。作用。同理，第二个蒸发器新产生同理，第二个蒸发器新产生的新的二次蒸汽又可作为第的新的二次蒸汽又可作为第三次蒸发器的加热蒸汽。这三次蒸发器的加热蒸汽。这样，每一个蒸发器即称为一样，每一个蒸发器即称为一效，将多个蒸发器连接起来效，将多个蒸发器连接起来一同操作，即组成一个多效一同操作，即组成一个多效蒸发系统。加入生蒸汽的蒸蒸发系统。加入生蒸汽的蒸发器称为第一效，利用第一发器称为第一效，利用第一效二次蒸汽加热的称为第二效二次蒸汽加热的称为第二效，以此类推。产生循环利效，以此类推。产生循环利用，于多次重复利用了热能，用，于多次重复利用了

6、热能，显著地降低了热能耗用量，显著地降低了热能耗用量，这样大大的降低了成本，也这样大大的降低了成本，也增加了效率。增加了效率。Page 6678121234591011顺流多效蒸发逆流多效蒸发错流多效蒸发平流多效蒸发其他多效蒸发 多效蒸发多效蒸发 根据流程根据流程 可分为可分为Page 7顺流流程多效蒸发顺流流程多效蒸发顺流流程随着效数的增大溶液的浓度随之增顺流流程随着效数的增大溶液的浓度随之增大，温度降低，粘度增大，传热系数减小。大，温度降低，粘度增大，传热系数减小。Page 8三、蒸发节能技术在胆固醇生产中的应用三、蒸发节能技术在胆固醇生产中的应用 胆固醇原有的单效蒸发采用升膜蒸发器进行简

7、要蒸发，使用胆固醇原有的单效蒸发采用升膜蒸发器进行简要蒸发，使用80低压低压 蒸汽进行加热，物料初始浓度为蒸汽进行加热，物料初始浓度为2，完成液浓度为，完成液浓度为46，蒸发真空度消，蒸发真空度消耗蒸汽耗蒸汽0.4255，蒸汽消耗大。由于蒸发温度低，浓缩过程有固相析出，蒸汽消耗大。由于蒸发温度低，浓缩过程有固相析出，蒸发器列管易形成结晶膜，随着蒸发时间的延长，传热系数蒸发器列管易形成结晶膜，随着蒸发时间的延长，传热系数K减少，生产减少，生产强度逐渐下降，每隔四个小时需停止浓缩，用溶剂对设备进行清洗浸泡，强度逐渐下降，每隔四个小时需停止浓缩，用溶剂对设备进行清洗浸泡，生产的连续性受到严重影响。生

8、产的连续性受到严重影响。 旧工艺旧工艺新工艺新工艺 蒸发操作最显著的节能方法是采用多效蒸发。针对上述情况，根据浓缩蒸发操作最显著的节能方法是采用多效蒸发。针对上述情况，根据浓缩物料特点以及技术上的可操作性，在单效蒸发设备基础上进行改造，增加一物料特点以及技术上的可操作性，在单效蒸发设备基础上进行改造，增加一台跟原单效相当的升膜蒸发器，用最小的投资，将单效蒸发改造为双效蒸发台跟原单效相当的升膜蒸发器，用最小的投资，将单效蒸发改造为双效蒸发，改变胆固醇蒸发生产中存在的加热蒸汽消耗量大、设备效率低等问题，使，改变胆固醇蒸发生产中存在的加热蒸汽消耗量大、设备效率低等问题，使新蒸发工艺装置在高效率，低能

9、耗小运行。新蒸发工艺装置在高效率，低能耗小运行。Page 9双效蒸发新工艺双效蒸发新工艺n 多效蒸发可以节省生蒸汽的用量，降低操作费用。效数的增加可以提多效蒸发可以节省生蒸汽的用量，降低操作费用。效数的增加可以提高蒸发的经济性，随着效数的增加，蒸发高蒸发的经济性，随着效数的增加，蒸发1所需的水蒸气所需的水蒸气(D/W)min降低，但是其降低的趋势逐渐减缓。下表为效数与生蒸汽经济性的关降低，但是其降低的趋势逐渐减缓。下表为效数与生蒸汽经济性的关系：系：Page 10n 效数增加，泵及其他设备、电力消耗量相应增加，设备的体积也效数增加，泵及其他设备、电力消耗量相应增加，设备的体积也相应增大，基建费

10、也相应提高。同时加热面积增大，蒸发温度下降，相应增大，基建费也相应提高。同时加热面积增大，蒸发温度下降，蒸发速度随之下降，因此存在合理的蒸发效数。此外，多效蒸发的效蒸发速度随之下降，因此存在合理的蒸发效数。此外，多效蒸发的效数还要取决于被蒸发物料最高加热温度和效与效之间的温度差，效与数还要取决于被蒸发物料最高加热温度和效与效之间的温度差，效与效之间的温度差要求不小于效之间的温度差要求不小于12，以保证每次的蒸发强度。所以，从，以保证每次的蒸发强度。所以，从效与效之间的最合理温差考虑，胆固醇的多效蒸发只能采用双效蒸发。效与效之间的最合理温差考虑，胆固醇的多效蒸发只能采用双效蒸发。 n 胆固醇的双

11、效蒸发适宜的流程为顺流流程和逆流流程。胆固醇溶胆固醇的双效蒸发适宜的流程为顺流流程和逆流流程。胆固醇溶液在使用单效蒸发时，蒸发温度低，浓缩过程伴有结晶现象，蒸发器液在使用单效蒸发时，蒸发温度低，浓缩过程伴有结晶现象，蒸发器列管易结垢，设备使用效率低。将单效蒸发改为多效蒸发要改变原有列管易结垢，设备使用效率低。将单效蒸发改为多效蒸发要改变原有的弊端，提高设备生产能力，顺流法出料温度低，结晶现象同样严重，的弊端，提高设备生产能力，顺流法出料温度低，结晶现象同样严重，不适合使用。不适合使用。Page 11n 采用双效逆流蒸发，原料液从第二效进入，再由泵打入第一效。采用双效逆流蒸发，原料液从第二效进入

12、，再由泵打入第一效。第二效的操作压力和溶液沸点比第一效低，仅在压力高的第一效加入第二效的操作压力和溶液沸点比第一效低，仅在压力高的第一效加入所需的蒸汽，第一效产生的二次蒸汽作为第二效的加热蒸汽，即第二所需的蒸汽，第一效产生的二次蒸汽作为第二效的加热蒸汽，即第二效蒸发的蒸汽量不需要消耗加热蒸汽，这部分就是节约蒸汽的原因。效蒸发的蒸汽量不需要消耗加热蒸汽，这部分就是节约蒸汽的原因。改在后的双效逆流蒸发工艺参数如表二：改在后的双效逆流蒸发工艺参数如表二：Page 12 采用逆流法出料温度高，采用逆流法出料温度高，物料溶解度大，可极大改变物料溶解度大，可极大改变蒸发器易结晶现象，有利减蒸发器易结晶现象

13、，有利减少初效蒸发器的结垢速度，少初效蒸发器的结垢速度，设备使用效率高。传热系数设备使用效率高。传热系数高于原有的单效蒸发，所需高于原有的单效蒸发，所需的加热面积也可较小。所以，的加热面积也可较小。所以，为了保证胆固醇料液在蒸发为了保证胆固醇料液在蒸发器内有较好的流动性，比较器内有较好的流动性，比较合理的利用系统热量，胆固合理的利用系统热量，胆固醇的双效蒸发采用逆流蒸发醇的双效蒸发采用逆流蒸发工艺流程。工艺流程图如工艺流程。工艺流程图如右右Page 13新工艺与旧工艺运行对比新工艺与旧工艺运行对比n 对单效蒸发和在单效蒸发设备基础上改造的双效逆流蒸对单效蒸发和在单效蒸发设备基础上改造的双效逆流

14、蒸发新工艺运行结果进行对比，结果如下表：发新工艺运行结果进行对比，结果如下表：由表可见，在相同浓缩工艺条件下，双效逆流蒸发新工艺消耗的蒸汽远低于单由表可见，在相同浓缩工艺条件下，双效逆流蒸发新工艺消耗的蒸汽远低于单效蒸发。蒸发效蒸发。蒸发1 1溶剂蒸汽消耗量减少溶剂蒸汽消耗量减少0.1745，蒸汽的消耗下降，蒸汽的消耗下降41.0Page 14新工艺单位处理量耗能比旧工艺节省约新工艺单位处理量耗能比旧工艺节省约41； 料液蒸发温度由旧工艺的约料液蒸发温度由旧工艺的约4040提高到新工艺的约提高到新工艺的约6060，温高不利于结晶，使蒸发器结晶现象大大减小，温高不利于结晶，使蒸发器结晶现象大大减小，传热系数增大；传热系数增大；清洗周期由旧工艺的约清洗周期由旧工艺的约4小时提高到十小时，生产能力小时提高到十小时，生产能力提高提高21左右。左右。生产运行结果表明生产运行结果表明2 2Page