板式降膜蒸发器
在制浆碱回收蒸发设备上,针对不同浆种的黑液特性,进行了多方面的设计比较,选用板式降膜蒸发器或者管式降膜蒸发器。
工作原理:料液从底部循环泵,送至加热器顶部,通过分配器在加热板外表面形成均匀分布的液膜,依靠重力向下流动,完成蒸发过程。加热蒸汽通过集汽箱均匀地进入每张加热板片,在板内冷凝发出热量,冷凝水由加热器底部的集液管排出。料液受热蒸发而生成
氯化钠蒸发器设计
板式降膜蒸发器
在制浆碱回收蒸发设备上,针对不同浆种的黑液特性,进行了多方面的设计比较,选用板式降膜蒸发器或者管式降膜蒸发器。
工作原理:料液从底部循环泵,送至加热器顶部,通过分配器在加热板外表面形成均匀分布的液膜,依靠重力向下流动,完成蒸发过程。加热蒸汽通过集汽箱均匀地进入每张加热板片,在板内冷凝发出热量,冷凝水由加热器底部的集液管排出。料液受热蒸发而生成的二次蒸汽,从板片表面逸出,进入壳体后向动,经除沫器后排出。
技术特点:(1)加热板片特有的三维表面,能促进液膜的湍流程度大化;板片外表面不易结垢。所以,板式降膜蒸发器的传热系数高,清洗周期长,清洗方便。(2)在同一容器内可以设置多组板片,分别使用不同的加热介质。(3)经过特殊设计,加热板片内部可以实现自汽提,实现冷凝水的清污分流。(4)雾沫夹带小,二次蒸汽质量高。

主要结构:
加热板片
加热板片是板式降膜蒸发器重要的部件,从它的制作工艺开始就决定了它的制作加工合理性、使用后的安全性与适用性。其特点有:
a、板片周边采用滚焊技术,消除了过去由于采用缝焊方法,设备在使用中因焊接材料的腐蚀与磨损发生泄漏。
b、根据工况要求,合理调整板片的鼓压高度。它的依据在于:在满足供汽要求(蒸汽流量与比容)的情况下,尽量减少鼓压高度,以达到增加板片的耐压强度,并在板间距一定的情况下,增加了板片之间的缝隙宽度,有利于蒸发出的二次蒸汽逸出。
c、对于温度较高的Ⅰ效,增加板片的点焊密度。通过实验测试,板片的耐压强度提高了80%。
d、对于采用结晶蒸发的效体,除选定合理的鼓压厚度、焊点密度外,板片的供汽方式采用管道分配,在满足相对高温、高压供汽的前提下,消除了箱体分配的焊接应力、高温变形和耐压不足等问题。
e、各效板式降膜蒸发器全部采用冷凝水管道输出的设计,取消传统的冷凝水集箱。主要因为冷凝水集箱设计,由于焊接工艺的要求限制,换热板内总有约50mm的积水高度,它所带来的弊病是可想而知的。管道输出设计换热板内积水为零,不仅解决了集箱设计的焊接应力问题,还有效防止了由于板片积水极容易带来的汽、水冲击等问题。
分配器

针对不同浆种设计的黑液分配器有所不同:
a、对于泥、砂和SiO2含量较高、高浓时黏度大的禾草类原料黑液(麦草、稻草、荻、苇、蔗渣等),在确定循环量的前提下,分配器的设计首先保证布膜均匀并防止堵塞。因此设计上可以考虑栅条式分配器。
b、对于木、竹浆黑液,由于相对浓度低一些、泥、沙和SiO2含量较少一些,采用筛板式分配器更趋合理。
c、对于采用结晶蒸发工艺,生产木浆75%~80%以上固形物,竹浆65%~70%固形物高浓黑液的设备,分配器采用无栅条和筛板的乱流设计。以确实保证蒸发器的分配器、加热板无堵塞。
除雾器
通常所说,板式降膜蒸发器的整个筒体都是汽、液分离器。是因为蒸发出的二次蒸汽从板间逸出后,在压力作用下流向筒体内壁呈环状滚动上升,在撞击和摩擦的作用下形成水膜,使80%以上的蒸汽获得冷凝。
除雾器虽然是二次蒸汽液滴的后捕集,但它的除雾能力与除雾效果直接关系到蒸发二次冷凝水的水质。结合黑液蒸发器的要求,设计了竖直安装加套筒、折流板式除雾器。它的特点是:
a、不受二次蒸汽体积流量和蒸发器筒体直径的影响,可设计出流通截面积超大的除雾器,在大限度地降低二次蒸汽流速的情况下提高除雾效果。
b、它改变了传统除雾器由于二次蒸汽和冷凝水逆向流动,因此而极易形成的二次夹带。二次蒸汽横向通过折流板时受到多次撞击冷凝,后扑向套筒外壁的水膜达到冷凝,冷凝水从除雾器下面U形管流出。折流板上的冷凝水垂直向下流动,使整体折流板的表面都形成水膜,不仅极大地提高了除雾效果,而且克服了二次夹带的现象。
c、竖直安装极不容易堵塞,即使有所堵塞也非常容易处理。

降膜蒸发系统的特点
1)降膜式蒸发器的料液是从蒸发器的顶部加入,在重力作用下沿管壁成膜状下降,并在此过程中蒸发增浓,在其底部得到浓缩液。降膜式蒸发器可以蒸发浓度较高、粘度较大(例如在0.05~0.45Ns/m2范围内)物料。
2)由于溶液在单程型蒸发器中呈膜状流动,传热系数较高。
3)停留时间短,不易引起物料变质,适于处理热敏性物料。
4)液体滞留量小,降膜蒸发器可以根据能量供应、真空度、进料量、浓度等的变化而采取运作。
5)由于工艺流体仅在重力作用下流动,而不是靠高温差来推动,可以使用低温差蒸发。
6)降膜蒸发器适用于发泡性物料蒸发浓缩,由于料液在加热管内成膜状蒸发,即形成汽液分离,同时在效体底部,料液大部份即被抽走,只有少部份料液与所有二次蒸汽进入分离器强化分离,料液过程中没有形成太大冲击,避免了泡沫的形成。

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