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废水蒸发器
一、物性介绍以及处理工艺的确定
1.1、物料特性介绍
需要处理的物料如下：含盐废水温度常温,含盐量2%，cod10万，设备为连续式操作（每天连续运行24小时），采用蒸汽为热源（客户自备）
物料处理要求：
把废水中的盐分析出结晶，结晶物装袋填埋处置，蒸发冷凝水再回收酒精。
1.2、工艺说明
整体工艺采用三效强制循环蒸发浓缩工艺
采用此工艺的优点如下：
A、采用强制循环蒸发器
❖ 溶液在设备内的循环主要依靠外加动力所产生的强制流动，循环速度一 般可达1.0-3.5米/秒，可以有效的防止在蒸发后期由于物料浓度过高会产生堵管的现象。
❖ 强制循环用泵采用低扬程，大流量的混流泵或轴流泵，可以保证加热管内的溶液具有较高的流速，降低传热边界层的热阻，强化传热过程，使蒸发器具有较高的传热系数和生产强度
❖ 蒸发器采用正循环蒸发，由于在加热器上方有一定的静压导致物料的沸点上升，因此物料在换热器内不蒸发，而是在分离器中闪蒸，这样就可以有效的降低管壁结垢的概率，这样设备需要定期清洗的周期大大加长，蒸气在分离器中由上部排出，流体受阻落下，锥形底部被循环泵吸入，再进入加热管，继续循环，保证设备机组持续稳定的运行。
B、整体工艺采用三效顺流
❖ 多效蒸发的优势
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。将加热蒸汽通入一蒸发器，则溶液受热而沸腾，而产生的二次蒸汽其压力与温度较原加热蒸汽（即生蒸汽）为低，但此二次蒸汽仍可设法加以利用。在多效蒸发中，则可将二次蒸汽当作加热蒸汽，引入另一个蒸发器，只要后者蒸发室压力和溶液沸点均较原来蒸发器中的为低，则引入的二次蒸汽即能起加热热源的作用。同理，第二个蒸发器新产生的新的二次蒸汽又可作为第三蒸发器的加热蒸汽。这样，每一个蒸发器即称为一效，将多个蒸发器连接起来一同操作，即组成一个多效蒸发系统。加入生蒸汽的蒸发器称为第一效，利用第一效二次蒸汽加热的称为第二效，依此类推。产生循环利用，于多次重复利用了热能，显著地降低了热能耗用量，这样大大降低了成本，也增加了效率。但是虽然效数越多越节能，但同时整体的设备投资也会相应增加，因此选择几效蒸发往往是综合考虑节能与投资的最佳平衡点，对于1吨的蒸发量往往采用三效蒸发，这样既能显著降低能源消耗，同时设备投资也不会太大。
C、优良的预防结垢堵管措施
含盐溶液的蒸发经常在浓度过高之后析出晶体，物料是在蒸发器与加热器之间形成闭路循环，而物料容易堵塞是由于通过换热管内，由于换热管直径过小，流速过慢会形成堵塞，因此从两方面来预防结垢堵管。
❖ 换热管直径采用外径45mm的换热管，换热管直径大不容易堵塞，同时强制循环泵采用变频控制，可以调节物料在换热管内的流速，如果浓度过高流速加快有效防止堵管。
❖ 在加热器的循环出口与循环进口加入一个清洗系统，清洗时清洗水罐，清洗水泵与加热器形成闭路循环，清洗液可采用清水，柠檬酸等，根据垢层的厚度以及实际情况决定，这样能够有效清洗垢层。
1.3、物料流程说明
物料流程为：溶液由上料泵输送至冷凝水预热器预热，然后进入一效蒸发器蒸发，在一效分离室进行汽液分离后，料液经一效出料管输送至二效蒸发器蒸发，在二效分离室进行汽液分离后，料液经二效出料管输送至三效蒸发器蒸发，在三效分离室进行汽液分离后，蒸发到一定浓度后经过出料泵直接出料。

二、设备材质的选择
加热器内换热管采用SUS316L材质，强制循环泵、出料泵等设备接触物料采用SUS316L材质。物料循环管线采用SUS316L，阀件采用碳钢衬四氟。凝水及蒸汽设备的管线采用不锈钢SUS304。循环水及生蒸汽管线材质用碳钢。


三、 设备计算依据
蒸发量（t/h） 以1t/h计
进料浓度 2%以盐份计
出料浓度 35%以盐份计
进料温度   ℃ 35
进料PH PH=7
生蒸汽压力 Mpa(绝) 0.3~0.4
生蒸汽温度   ℃ 145
冷却水上水温度℃ 32
冷却水回水温度℃ 38
处理量(t/h) ~1.05
1t/h含盐溶液三效蒸发器
1效 2效 3效
加热蒸汽压强Mpa(绝) 0.4 0.2 0.1
加热蒸汽温度 ℃ 140 100 100
加热蒸汽汽化热kJ /㎏ 2168.2 2221.8 2282.7
二次蒸汽压强Mpa(绝) 0.1 0.08 0.06
二次蒸汽温度℃ 100 80 60
二次蒸汽汽化热kJ /㎏ 2221.8 2282.7 2342.7
二次蒸汽密度㎏/m³ 0.5970 0.3716 0.2416
液相密度㎏/m³ 1100 1250 1350
液相温度℃ 102 85 73
有效温差℃ 38 32 27
各效蒸水量㎏/h 390 330 280
生蒸汽耗量  t/h 750
汽耗比t汽/t水 0.375
冷却水耗量  t/h 4.5~7m³/h（补充水量）
冷却水温度 ℃ 上水32℃，回水38℃
生蒸汽压力 MPa 0.4Mpa
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