廢水蒸發(fā)器

一、物性介紹以及處理工藝的確定
1.1、物料特性介紹
需要處理的物料如下：含鹽廢水溫度常溫,含鹽量2%，cod10萬，設(shè)備為連續(xù)式操作（每天連續(xù)運行24小時），采用蒸汽為熱源（客戶自備）
物料處理要求：
把廢水中的鹽分析出結(jié)晶，結(jié)晶物裝袋填埋處置，蒸發(fā)冷凝水再回收酒精。
1.2、工藝說明
整體工藝采用三效強制循環(huán)蒸發(fā)濃縮工藝
采用此工藝的優(yōu)點如下：
A、采用強制循環(huán)蒸發(fā)器
? 溶液在設(shè)備內(nèi)的循環(huán)主要依靠外加動力所產(chǎn)生的強制流動，循環(huán)速度一 般可達(dá)1.0-3.5米/秒，可以有效的防止在蒸發(fā)后期由于物料濃度過高會產(chǎn)生堵管的現(xiàn)象。
? 強制循環(huán)用泵采用低揚程，大流量的混流泵或軸流泵，可以保證加熱管內(nèi)的溶液具有較高的流速，降低傳熱邊界層的熱阻，強化傳熱過程，使蒸發(fā)器具有較高的傳熱系數(shù)和生產(chǎn)強度
? 蒸發(fā)器采用正循環(huán)蒸發(fā)，由于在加熱器上方有一定的靜壓導(dǎo)致物料的沸點上升，因此物料在換熱器內(nèi)不蒸發(fā)，而是在分離器中閃蒸，這樣就可以有效的降低管壁結(jié)垢的概率，這樣設(shè)備需要定期清洗的周期大大加長，蒸氣在分離器中由上部排出，流體受阻落下，錐形底部被循環(huán)泵吸入，再進(jìn)入加熱管，繼續(xù)循環(huán)，保證設(shè)備機組持續(xù)穩(wěn)定的運行。
B、整體工藝采用三效順流
? 多效蒸發(fā)的優(yōu)勢
在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中，往往需蒸發(fā)大量水分，這就需要消耗大量能源加熱水產(chǎn)生蒸汽。為了減少加熱蒸汽的消耗，可采用多效蒸發(fā)。將加熱蒸汽通入一蒸發(fā)器，則溶液受熱而沸騰，而產(chǎn)生的二次蒸汽其壓力與溫度較原加熱蒸汽（即生蒸汽）為低，但此二次蒸汽仍可設(shè)法加以利用。在多效蒸發(fā)中，則可將二次蒸汽當(dāng)作加熱蒸汽，引入另一個蒸發(fā)器，只要后者蒸發(fā)室壓力和溶液沸點均較原來蒸發(fā)器中的為低，則引入的二次蒸汽即能起加熱熱源的作用。同理，第二個蒸發(fā)器新產(chǎn)生的新的二次蒸汽又可作為第三蒸發(fā)器的加熱蒸汽。這樣，每一個蒸發(fā)器即稱為一效，將多個蒸發(fā)器連接起來一同操作，即組成一個多效蒸發(fā)系統(tǒng)。加入生蒸汽的蒸發(fā)器稱為效，利用效二次蒸汽加熱的稱為第二效，依此類推。產(chǎn)生循環(huán)利用，于多次重復(fù)利用了熱能，顯著地降低了熱能耗用量，這樣大大降低了成本，也增加了效率。但是雖然效數(shù)越多越節(jié)能，但同時整體的設(shè)備投資也會相應(yīng)增加，因此選擇幾效蒸發(fā)往往是綜合考慮節(jié)能與投資的平衡點，對于1噸的蒸發(fā)量往往采用三效蒸發(fā)，這樣既能顯著降低能源消耗，同時設(shè)備投資也不會太大。
C、優(yōu)良的預(yù)防結(jié)垢堵管措施
含鹽溶液的蒸發(fā)經(jīng)常在濃度過高之后析出晶體，物料是在蒸發(fā)器與加熱器之間形成閉路循環(huán)，而物料容易堵塞是由于通過換熱管內(nèi)，由于換熱管直徑過小，流速過慢會形成堵塞，因此從兩方面來預(yù)防結(jié)垢堵管。
? 換熱管直徑采用外徑45mm的換熱管，換熱管直徑大不容易堵塞，同時強制循環(huán)泵采用變頻控制，可以調(diào)節(jié)物料在換熱管內(nèi)的流速，如果濃度過高流速加快有效防止堵管。
? 在加熱器的循環(huán)出口與循環(huán)進(jìn)口加入一個清洗系統(tǒng)，清洗時清洗水罐，清洗水泵與加熱器形成閉路循環(huán)，清洗液可采用清水，檸檬酸等，根據(jù)垢層的厚度以及實際情況決定，這樣能夠有效清洗垢層。
1.3、物料流程說明
物料流程為：溶液由上料泵輸送至冷凝水預(yù)熱器預(yù)熱，然后進(jìn)入一效蒸發(fā)器蒸發(fā)，在一效分離室進(jìn)行汽液分離后，料液經(jīng)一效出料管輸送至二效蒸發(fā)器蒸發(fā)，在二效分離室進(jìn)行汽液分離后，料液經(jīng)二效出料管輸送至三效蒸發(fā)器蒸發(fā)，在三效分離室進(jìn)行汽液分離后，蒸發(fā)到一定濃度后經(jīng)過出料泵直接出料。

二、設(shè)備材質(zhì)的選擇
加熱器內(nèi)換熱管采用SUS316L材質(zhì)，強制循環(huán)泵、出料泵等設(shè)備接觸物料采用SUS316L材質(zhì)。物料循環(huán)管線采用SUS316L，閥件采用碳鋼襯四氟。凝水及蒸汽設(shè)備的管線采用不銹鋼SUS304。循環(huán)水及生蒸汽管線材質(zhì)用碳鋼。


三、 設(shè)備計算依據(jù)
蒸發(fā)量（t/h） 以1t/h計
進(jìn)料濃度 2%以鹽份計
出料濃度 35%以鹽份計
進(jìn)料溫度 ℃ 35
進(jìn)料PH PH=7
生蒸汽壓力 Mpa(絕) 0.3~0.4
生蒸汽溫度 ℃ 145
冷卻水上水溫度℃ 32
冷卻水回水溫度℃ 38
處理量(t/h) ~1.05
1t/h含鹽溶液三效蒸發(fā)器
1效 2效 3效
加熱蒸汽壓強Mpa(絕) 0.4 0.2 0.1
加熱蒸汽溫度 ℃ 140 100 100
加熱蒸汽汽化熱kJ /㎏ 2168.2 2221.8 2282.7
二次蒸汽壓強Mpa(絕) 0.1 0.08 0.06
二次蒸汽溫度℃ 100 80 60
二次蒸汽汽化熱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 1350
液相溫度℃ 102 85 73
有效溫差℃ 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
冷卻水耗量 t/h 4.5~7m3/h（補充水量）
冷卻水溫度 ℃ 上水32℃，回水38℃
生蒸汽壓力 MPa 0.4Mpa