奥斯陆蒸发式结晶器结构原理
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蒸发结晶图⽂详解MVR蒸发器机构原理及特点⼀、MVR⼯艺介绍1、MVR原理MVR是蒸汽机械再压缩技术,(mechanical vapor recompression )的简称。
MVR蒸发器是重新利⽤它⾃⾝产⽣的⼆次蒸汽的能量,从⽽减少对外界能源的需求的⼀项节能技术。
MVR其⼯作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩,温度、压⼒提⾼,热焓增加,然后进⼊换热器冷凝,以充分利⽤蒸汽的潜热。
除开车启动外,整个蒸发过程中⽆需⽣蒸汽从蒸发器出来的⼆次蒸汽,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充分的利⽤,回收潜热,提⾼热效率,⽣蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。
为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作⽅便,可使⽤离⼼式压缩机、罗茨式压缩机。
这些机器在1:1.2到1:2压缩⽐范围内其体积流量较⾼。
2、MVR⼯艺流程系统由单效或双效蒸发器、分离器、压缩机、真空泵、循环泵、操作平台、电器仪表控制柜及阀门、管路等系统组成,结构简单,操作维护⽅便。
⼆、蒸发器介绍1、MVR降膜蒸发器⼯作原理:物料原液从换热器上管箱加⼊,经过布液器把物料分配到每根换热管内,并且沿着换热管内壁形成均匀的液体膜,管内液体膜在向下流的过程中被壳程的加热蒸汽加热,边向下流动边沸腾并进⾏蒸发。
到换热管底端物料变成浓缩液和⼆次蒸汽。
浓缩液落⼊下管箱,⼆次蒸汽进⼊⽓液分离器。
在⽓液分离器中⼆次蒸汽夹带的液体飞沫被去除,纯净的⼆次蒸发从分离器中输送到压缩机。
压缩机把⼆次蒸汽压缩后作为加热蒸汽输送到换热器壳程⽤于蒸发器热源。
实现连续蒸发过程。
特点:1、换热效率⾼2、占地⾯积⼩3、物料停留的时间短,不易引起物料变质。
4、适⽤于较⾼粘度的物料。
应⽤范围:降膜蒸发器适⽤于MVR蒸发结晶过程预浓缩⼯序,可以蒸发粘度较⼤的物料,尤其适⽤于热敏性物料,但不适⽤处理有结晶的物料。
蒸发式冷凝器的运用原理蒸发式冷凝器的运用原理蒸发式冷凝器的工作原理是将需要冷凝的高温蒸汽从换热盘管上部进口送入盘管内,高温蒸汽在换热盘管内放出热量而自身被冷却后发生相变冷凝为液体。
在换热盘管外部以循环喷淋水为冷却介质,喷淋水在换热盘管外表面上形成一层均匀的水膜,水膜吸收盘管内热蒸汽放出的热量而蒸发,再通过风机将水蒸汽带出蒸发式冷凝器而将盘管内的热量带走。
当被冷凝的蒸汽介质温度高于80℃时,喷淋水容易在换热盘管外表面形成水垢,严重影响换热效果和设备使用寿命。
为了避免这种情况的发生,我公司设计了带翅片管预冷却器的蒸发式冷凝器,其工作原理是将高温蒸汽先经过翅片管预冷却器采用风冷形式冷却到65℃以下再进入冷凝盘管进行蒸发冷凝。
增加预冷却器可以有效的缓解结垢问题,同时由于预冷却器采用风冷换热方式即充分利用了风的显热换热使蒸发式冷凝器更加节水节电。
本图为顺流蒸发式冷凝器。
蒸发式冷凝器常用的形式分为逆流式和顺流式。
以上这张图为逆流式具有处理量大、结构紧凑、占地面积小的优点;顺流式相对逆流式来说增加了冷却填料可以达到更低的终冷温度,更能适应南方的高湿球温度环境。
产品部件介绍1、冷凝盘管(不锈钢波纹管)我公司的蒸发式冷凝器冷凝盘管有不锈钢波纹管和碳钢镀锌圆管两种形式供不同用户选择。
不锈钢波纹管是我公司重点推荐的盘管形式,相对碳钢镀锌管不锈钢波纹管有如下优势:第一:使用寿命长应用于蒸发式冷凝器的碳钢换热管镀锌工艺是从制冷行业发展起来的,制冷行业是蒸发式冷凝器应用最早的行业,在洁净的空气中镀锌层确实有很好的防腐效果。
可如果蒸发式冷凝器应用于化工行业,化工厂空气中会有酸或碱存在,面对酸碱的腐蚀,不锈钢比碳钢镀锌层的防腐性能有本质的提高。
第二:能够阻止结垢波纹管表面曲率大,流体在内外表面流动时湍流程度高,污垢难以形成堆积;同时波纹管具有较强的轴向伸缩能力,当温度发生变化时波纹管与垢层之间的伸缩能力不同,二者之间产生较大拉脱力,使垢层破裂脱落。
真空结晶器的操作原理•把热溶液送人密封而且绝热的容器中。
在器内维持较高的真空度,使溶液的沸点低于进液温度,于是此热溶液闪蒸。
直到绝热降温到与器内压强相对应的饱和温度为止。
•奥斯陆真空设备结构工作过程:有细微晶粒的料液自结晶室的上部流入循环泵,在其入口处会同新加入的料液一起打入蒸发室闪蒸,浓缩降温的过饱和溶液经中央的大气退进入结晶室底部,与流化得晶粒悬浮液接触,在这里消除过饱和度并使晶体生长,液体上部的细晶在分离器中通蒸汽溶解并送回闪蒸。
奥斯陆真空结晶器液同样要设置大气退,除了蒸气室外,其他部分均可在常压下操作。
真空结晶器的优点1.溶剂蒸发所消耗的汽化潜热由溶液降温释放出的显热及溶质的结晶热所平衡,在这类结晶器里,溶液受冷却而无需与冷却面接触,溶液被蒸发而不需设置换热面,避免了器内产生大量晶垢的缺点2.真空结晶器一般没有加热器或者冷却器,避免了在复杂的表面换热器上析出结晶,防止了因结垢降低换热能力等现象,延长了换热器的使用周期。
溶液的蒸发、降温在蒸发室的沸腾液面上进行,这样也就不存在结垢问题。
真空式结晶器缺点:在蒸发室闪急蒸发时,沸腾界面上的雾滴飞溅是很严重的。
仍然要黏结在蒸发室器壁上形成晶垢。
需要在蒸发室的顶部附加一周向器壁喷洒的特殊洗涤喷管或洗水溢流环,在生产过程中定期地用清水清洗,以避免蒸发器截面逐渐缩小而带来的生产能力下降,且可以在不中断生产而得到清洗的效果奥斯陆结晶器的结构型式及设计特点奥斯陆结晶器的结构型式如图它的特点有:①育晶器底部为园弧形,这就改善了料液在育晶器内的流动状态,不致于形成死区;②育晶器上部扩大的断面可以使盐晶沉降下来,不参与循环,减少了二次成核的机会;③料液从蒸发室下部进料,上部中心管出料,减少了短路温差损失,同时料液在蒸发室内上升的过程中还有一个微粒溶解过程,料液由不饱和变成饱和,可以减少细晶的数量,从而保证盐的粒度;④设计时育晶器上锥部设置了母液排放管,它既可以排母液控制罐内Na2 SO4 含量,也可以将一些微细的盐晶排出系统,以保持罐内晶核相对稳定,有利盐粒长大;⑤在设计时还考虑了每次刷罐时保留育晶器内料液的刷罐方式,既只刷加热室,这样可避免育晶罐内大粒盐的损失,而且刷罐后恢复生产出合格盐的时间也可以缩短。
各类结晶设备的功能结构对比
结晶器的类型很多,按溶液获得过饱和状态的方法可分蒸发结晶器和冷却结晶器;按流动方式可分母液循环结晶器和晶浆循环结晶器;按操作方式可分连续结晶器和间歇结晶器。
1. 冷却式结晶器
(1)空气冷却式结晶器:空气冷却式结晶器是一种最简单的敞开型结晶器,靠顶部较大的敞开液面以及器壁与空气间的换热,以降低自身温度从而达到冷却析出结晶的目的,并不加晶种,也不搅拌,不用任何方法控制冷却速率及晶核的形成和晶体的生长。
这类结晶器构造最简单,造价最低,可获得高质量、大粒度的晶体产品,尤其适用于含多结晶水物质的结晶。
缺点是传热速率太慢,且属于间歇操作,生产能力较低,占地面积较大。
在产品量不太大而对产品纯度及粒度要求又不严时,仍被采用。
(2)搅拌式结晶槽:在空气冷却式结晶器的外部,装设传热夹套或在内部装设蛇管式换热器以促进传热,并增加动力循环装置,即成为强制循环冷却式结晶槽或搅拌式结晶槽。
晶浆强制循环于外冷却器与结晶槽之间,使晶浆在槽内能较好地混合,并能提高冷却面的热交换速率,这种结晶槽可以分批或连续操作。
为自然冷却,必要时可配备内部冷却器。
搅拌器可以从下方传动,也可以从上方传动。
晶浆在导流筒中可以向上流动,也可以向下流动。
这类结晶器内温度比较均匀,产生的晶体较少但粒度较均匀,也使冷却周期缩短,生产能力提高。
对于易在空气中氧化的物质的结晶,可用闭式槽,槽内通入惰性气体。
蒸发器的工作原理
蒸发器是一种常见的设备,用于将液体转化为气体。
它的工作原理主要基于液体的蒸发过程。
蒸发器通常由一个容器和一个加热元件组成。
液体被注入容器内,并通过加热元件加热。
当液体被加热到其沸点时,它会开始蒸发,并转化为气体。
蒸发的过程是一个液体分子逃逸和转化为气体的过程。
在蒸发器中,液体分子获得足够的热量,以克服表面张力和其他限制因素,从液体表面逸出。
这些逸出的分子形成了气体的蒸汽。
增加蒸发器中的温度可以加速蒸发的过程,因为热量提供了分子获得足够能量的能力。
此外,增加容器的表面积也可以增加蒸发的速率。
例如,一些蒸发器可能具有多个小孔或多个层,以增加液体暴露在加热元件上的表面积。
蒸发器常用于许多应用领域,如空调、冷藏设备、化学实验室等。
通过控制蒸发器的温度和表面积,可以调节蒸发的速率和效率,满足不同应用的需求。
总之,蒸发器利用加热使液体转化为气体的原理,将液体分子从液体表面逸出并形成蒸汽。
蒸发器的设计和控制可以影响蒸发的速率和效率,从而适应不同的应用需求。
蒸发器主要由加热室及分离室组成。
按加热室的结构和操作时溶液的流动情况,可将工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。
一、循环型(非膜式)蒸发器这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动,以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。
由于引起循环运动的原因不同,可分为自然循环和强制循环两种类型。
前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同,产生了密度差而引起的循环运动;后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。
(一)中央循环管式(或标准式)蒸发器中央循环管式蒸发器,加热室由垂直管束组成,管束中央有一根直径较粗的管子。
细管内单位体积溶液受热面大于粗管的,即前者受热好,溶液汽化得多,因此细管内汽液混合物的密度比粗管内的小,这种密度差促使溶液作沿粗管下降而沿细管上升的连续规则的自然循环运动。
粗管称为降液管或中央循环管,细管称为沸腾管或加热管。
为了促使溶液有良好的循环,中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40%一100%。
管束高度为1—2m;加热管直径在25~75mm之间、长径之比为20~40。
中央循环管蒸发器是从水平加热室、蛇管加热室等蒸发器发展而来的,相对于这些老式蒸发器而言,中央循环管蒸发器具有溶液循环好、传热效率高等优点;同时由于结构紧凑、制造方便、操作可靠,故应用十分广泛,有“标准蒸发器”之称。
但实际上由于结构的限制,循环速度一般在~/s以下;且由于溶液的不断循环,使加·热管内的溶液始终接近完成液的浓度,故有溶液粘度大、沸点高等缺点;此外,这种蒸发器的加热室不易清洗。
中央循环管式蒸发器适用于处理结垢不严重、腐蚀性较小的溶液。
(二)悬筐式蒸发器悬筐式蒸发器是中央循环管蒸发器的改进。
加热蒸汽由中央蒸汽管进入加热室,加热室悬挂在器内,可由顶部取出,便于清洗与更换。
包围管束的外壳外壁面与蒸发器外壳内壁面间留有环隙通道,其作用与中央循环管类似,操作时溶液形成沿环隙通道下降而沿加热管上升的不断循环运动。
结晶器原理结晶器是一种常见的实验设备,用于从溶液中结晶出固体物质。
它的原理基于溶解度的变化,通过控制温度和溶液浓度来促使溶质从溶液中结晶出来。
下面我们将详细介绍结晶器的原理及其相关知识。
首先,结晶器的原理是基于溶解度的变化。
溶解度是指单位溶剂中溶质的最大溶解量,通常用单位质量溶剂中的溶质质量来表示。
在一定温度下,溶质的溶解度是固定的,但随着温度的变化,溶质的溶解度也会发生变化。
一般来说,随着温度的升高,溶质的溶解度会增加,反之则会减少。
这就是结晶器利用温度控制来促使溶质结晶的原理之一。
其次,结晶器还可以通过控制溶液的浓度来促使溶质结晶。
溶液的浓度是指溶质在单位溶剂中的质量或体积的比例。
当溶液的浓度超过其饱和浓度时,溶质就会开始结晶沉淀。
因此,结晶器可以通过控制溶剂的加入量或者溶剂的蒸发来改变溶液的浓度,从而促使溶质结晶出来。
除了温度和浓度的控制,结晶器还需要合适的结晶种子来促使溶质结晶。
结晶种子是一种晶体或者微小颗粒,可以作为结晶的起始点,促使溶质在其表面结晶。
在结晶器中,可以通过加入适量的结晶种子来快速促使溶质结晶,从而加快结晶速度。
此外,结晶器还需要合适的搅拌和过滤装置来保证结晶过程的顺利进行。
搅拌可以使溶质均匀地分布在溶液中,促使结晶种子更容易吸附溶质并形成晶体。
而过滤装置则可以将结晶后的固体物质从溶液中分离出来,得到纯净的结晶产物。
综上所述,结晶器的原理是基于温度和浓度的控制,通过合适的结晶种子和搅拌过滤装置来促使溶质从溶液中结晶出固体物质。
它在化学实验和工业生产中都有着重要的应用,可以用来纯化化合物、提取有用物质等。
因此,对结晶器的原理及操作方法有着深入的了解,对于化学领域的研究和应用具有重要意义。
结晶器的原理已经被广泛应用于实验室和工业生产中,它不仅可以用于纯化化合物,提取有用物质,还可以用于制备晶体材料,生产药品和化工产品等。
通过对结晶器原理的深入研究和实践操作,我们可以更好地利用这一技术,为化学领域的发展和应用做出更大的贡献。