碱液的蒸发工序及操作(3)

图11 外加热室蒸发器损失较大。

1-加热室；2-蒸发室；3-循环室 (2)强制循环蒸发器

a．强制外循环蒸发器 强制外循环蒸发器如图12，主要由四部分组成：即蒸发分离室、加热室、循环管、循环泵。

b．强制内循环蒸发器 (见图13) ，它系由蒸发室、加热室、液体箱三部分组成

图12强制外循环蒸发器 图13强制内循环蒸发器 1一液沫捕集器；2一分离器；3一循环管； 1一分布器；t2～加热室；3一上

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升通道 4一循环泵； 5一加热室；6一旋流板 4一轴流泵；5一下降通

(3)不循环蒸发器 不循环蒸发器常见的有升膜蒸发器:由加热室和蒸发分离室两部分组成(见图14)蒸发器下部为加热室，上部为蒸发分离室 。 降膜蒸发器分为加热室与蒸发室两部分，加热室在上部、蒸发室在下部，如图15所示。 旋转薄膜蒸发器:蒸发装置主要由加热圆拄型筒体分离器、转子刮板三部分组成，如图16。

图14 升膜蒸发

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传热系数高、蒸发强度大、设备紧凑、容易操作控制

特点详细叙述

旋转薄膜蒸发器是国内近年开发的一种高效蒸发装置，与常规的蒸发器相比，它具有以2下特点： ①传热系数大(最大可达2500W／(m2·K)，蒸发强度高 〔(150～200kg水／(m2·h)〕； ②物料在蒸发器内停留时间短，(数秒至十多秒)不结焦、无污垢； ③适用的粘度范围广(最高粘度可达10Pa·s左右)；

④可进行连续生产，操作弹性大，浓度调节范围广并且无须洗罐；

⑤可在较低温度条件下蒸发(工作温度为78℃)，解决或减缓了浓碱对设备的腐蚀问题，可选用普通的奥氏体不锈钢制作，降低了设备的投资费用；

⑥可使用二次蒸汽或余热(使用蒸汽压力0.1～0.2MPa)从而降低了能耗。

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由于旋转薄膜蒸发器具有上述的特点，该设备有可能成为蒸发设备新的替代产品。

二、辅助设备结构、原理及操作

．真空设备由于蒸发工艺要求真空系统不仅要排除系统的不凝气体，而且更重要的是使二次蒸汽冷凝，以便获得较高的真空度。所以在生产实践中，为了得到比较理想的真空度，往往在真空系统中安装两种真空设备。 如:大气冷凝器、机械真空泵、水喷射冷凝器、蒸汽喷射 图例如下:

具备冷凝和去除不凝气两种功能的真空设备，广泛用于烧碱蒸发的真空系统。其结构是由水室、喷嘴、汽室、喉管和尾管组成，正常操作时，水室压力为0.2～0.3MPa，其形成的系统真空度，通常在80.0～88.0kPa。这种设备结构比较简单，但在实际生产中喷嘴往往容易堵塞， 冷凝器需经常处理 是一种高效的真空设备，它由吸入室、喷嘴、混合段、喉管、扩压段等部分组成。蒸汽喷射泵结构简单，易于操作控制，维修方便， 并能获得较高的真空度。是值得推广使用的真空设备。其缺点是如制造或选用不当，．使蒸汽消耗增加。正常操作的蒸汽压力为0.25～0.35MPa，真空度一般单级可达90.7～93.3kPa。

水喷射冷凝器 蒸汽喷射泵 1-水室；2-喷嘴；3-汽室 1-喷嘴；2-吸入室

4-候管；5-尾管 3-混合段 ；4-吼管 5-扩压段 ２．循环泵

循环泵大都采用卧式轴流泵或卧式混流泵。因为 在蒸发工艺中，设计要求要选用大流量、低扬程的循环泵。这 种泵的典型结构见下图。

强制循环泵的扬程一般为3～5M液柱，其扬量是保持液体的循环速度在1.8～2.5M／s，一般是选用料液经过加热器温升为3℃时的流量。循环泵可悬臂支承也可两端支承， 循环泵的轴封常采用双端面机械密封，其材质一般为镍材或钢衬镍。

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1-联轴器；2-轴承支架；3-进口段；4-叶轮；5-中间段； 6-出口段；7-轴封；8-轴

3．换热器

? 换热器是蒸发工艺过程的一种重要

的辅助设备，它是降低能耗，充分利用余热的主要设备之一。常用的换热器主要有三种型式：列管式换热器、螺旋板式换热器及板式换热器。

列管式换热器传热系数比较低，体积也比较庞大，但加工、维修尚不复杂。螺旋板式换热器传热系数高，但加工制造复杂，维修极为困难。而板式换热器传热系数高，制造、安装、维修都较容易。

由于板式换热器的这些特点，因此在离子膜

烧碱蒸发中得到了广泛的应用，是值得推荐的热交换设备。见右图

五、蒸发器的计算

D?4W?A蒸发室内径与汽相空间高度 (1)蒸发室内径计算

式中D——蒸发室内径，m； W——蒸发水量，kg／h

A——蒸发室的允许表面汽化强度，kg／(m2·h)，此值可取1200～1600 (2)汽相空间高度计算

式中V—蒸发器中汽化蒸汽的体积流量， m3／s

B—蒸发室的体积汽化强度， m3 ／(m3 ·s)，此值可取1～1.6，常取 1.2； D—蒸发室内径，m。

(3)蒸发室分离空间的设计主要选用经验数据，

参考所选用的除雾器型式，特性要求，决定分离空间的高度

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