管式降膜蒸發(fā)器技術(shù)說明

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管式降膜蒸發(fā)站技術(shù)說明1.主要設(shè)備選型1.1概述本標書提供的蒸發(fā)器型式為管式降膜蒸發(fā)器，管式降膜蒸發(fā)器在食品、化工、海水淡化、造紙等行業(yè)早已是成熟產(chǎn)品，特別是造紙業(yè)由于管式降膜蒸發(fā)器的特點，目前在國際上早已形成主流，由于國內(nèi)薄壁不銹鋼管材的供應(yīng)得到解決，今后管式降膜蒸發(fā)器將成為用戶第一選擇。我公司從事蒸發(fā)研究與制造多年，積累了豐富的經(jīng)驗，同時吸收了國外管式降膜蒸發(fā)器設(shè)備設(shè)計、工藝設(shè)計先進的技術(shù)部分，已形成自己專有技術(shù)特點，已有多個成功運行的實例。1.2設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理管式降膜蒸發(fā)器由加熱蒸發(fā)室、分配盤、汽液分離室、除霧器、循環(huán)管等部分構(gòu)成。加熱蒸發(fā)室加熱蒸發(fā)室是由殼體、上下管板、隔板和加熱管構(gòu)成。殼體是根據(jù)工作壓力按壓力容器或常壓容器設(shè)計，并考慮到在真空狀態(tài)下受外壓時殼體的穩(wěn)定性。殼體、管子和管板的材料根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)或使用要求，分為碳鋼或不銹鋼兩種形式。加熱蒸發(fā)室中心為內(nèi)部循環(huán)管，其余部分為均勻分布的加熱管，黑液由經(jīng)內(nèi)部循環(huán)管預(yù)熱輸送至上管板上部的配液盤，由配液盤均勻地分布在管板的管橋上，再沿管壁成膜狀流下，同時進行傳熱蒸發(fā)。由于黑液經(jīng)過中間循環(huán)管預(yù)熱,縮短了預(yù)熱時間,提高了蒸發(fā)效率,不易結(jié)垢。3

1此外由于從黑液中蒸發(fā)出的蒸汽快速向下流動，將黑液液膜吹得更薄、流速更快，使傳熱熱阻大大降低，傳熱膜系數(shù)更高。由于是液膜蒸發(fā)，降低了傳熱熱阻，也沒有由于靜液位壓力引起的沸點升高，故用于加熱的有效溫差提高。料液在管壁上形成的垢可以用高壓水、機械方法、化學(xué)方法進行清洗。所以，管式降膜蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)和熱效率均高于傳統(tǒng)的蒸發(fā)器。在對環(huán)境要求較高的場合,特別是硫酸鹽法制漿，為解決冷凝水的后處理問題，將殼程作成帶內(nèi)部汽提的結(jié)構(gòu)形式，將冷凝水分成輕、重污冷凝水，將重污冷凝水送汽提塔處理，既解決了環(huán)境污染，也減少了污水處理量。管式降膜蒸發(fā)器既保留了板式降膜蒸發(fā)器傳熱效率高、運行周期長、操作彈性大等優(yōu)點，又解決了板式降膜蒸發(fā)器易破裂、不易維修的缺點。分配盤管式降膜蒸發(fā)器工作原理圖黑液出口黑液進口冷凝水二次蒸汽加熱蒸汽分配盤加熱蒸發(fā)室除霧器汽液分離室循環(huán)泵配液盤是將黑液（被蒸發(fā)的介質(zhì)）均勻分布于各個加熱管及加熱管內(nèi)部表面的部件。由于介質(zhì)的性質(zhì)不同，以及各效蒸發(fā)器黑液的粘度變化，其結(jié)構(gòu)及尺寸也相應(yīng)改變。分配盤分為多塊，便于制造、維護、清理。分配盤管板加熱管分配孔3

2汽液分離室由加熱管流入的黑液及二次蒸汽在汽液分離室分離，并且進行黑液的二次蒸發(fā)。黑液的大部分經(jīng)循環(huán)管、配液盤再次回到加熱管，以保持加熱管內(nèi)壁布滿液膜，少部分進經(jīng)黑液出口送出繼續(xù)蒸發(fā)濃縮或作為產(chǎn)品輸出。二次蒸汽則經(jīng)除霧器除去二次蒸汽的霧滴后進入下一效或冷凝器。分離室的殼體是根據(jù)工作壓力按壓力容器或常壓容器設(shè)計，并考慮到在真空狀態(tài)下受外壓時殼體的穩(wěn)定性。材料根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)或使用要求，分為碳鋼或不銹鋼兩種形式。除霧器除霧器是將二次蒸汽中夾帶的液滴分離出來，以減少蒸發(fā)損耗及防止黑液帶入冷凝水中造成對冷凝水的污染。結(jié)構(gòu)為折流式，是由多片經(jīng)折彎且表面有凹凸肋的不銹鋼板片相隔一定的間隙組合而成。二次蒸汽經(jīng)過除霧器的間隙時，二次蒸汽中夾帶的霧滴撞擊板片被截流下來。這種除霧器的優(yōu)點是除霧效果好，阻力小，易清洗，壽命長。1.3管式降膜蒸發(fā)器使用方式增濃器當原有設(shè)備蒸發(fā)濃度達不到要求時，可增加一個或多個管式降膜蒸發(fā)器做為增濃器。多個并聯(lián)運行時，各蒸發(fā)器輪換進液、出濃液、清洗，各蒸發(fā)器切換由PLC可編程控制器及相應(yīng)的控制閥門和儀表按預(yù)定程序完成，這樣可保證設(shè)備連續(xù)運行及在整個運行過程中保持高效率和更高的出效濃度。原有老蒸發(fā)站加配增濃器后，可使其出蒸發(fā)站的黑液濃度得到大幅度提高。降膜和傳統(tǒng)管式結(jié)合經(jīng)濟型蒸發(fā)站這種選型適合于中小型造紙廠的現(xiàn)有堿回收蒸發(fā)站的改造。在濃度較低的III、IV、V效采仍保留原有管式升膜蒸發(fā)器或短管蒸發(fā)器，濃度較高的I、II效采用管式降膜蒸發(fā)器，其中I3

3效可采用二或三臺并聯(lián)增濃器形式。這樣，可在原有基礎(chǔ)上顯著提高出效黑液濃度和熱效率，原有設(shè)備資源也得到了充分利用，可節(jié)省大量投資。全管式降膜高效環(huán)保型蒸發(fā)站由于采用全管式降膜結(jié)構(gòu)，整個蒸發(fā)站的傳熱系數(shù)和有效溫差都得到很大的提高，熱效率也得到較大的提高。再加以各效冷凝水和進效稀黑液、出效濃黑液潛熱的有效利用，能量消耗可降至最低。在污冷凝水BOD、COD含量最高的最后兩效，選用內(nèi)部帶汽提裝置的管式降膜蒸發(fā)器，將冷凝水分離成輕污冷凝水和重污冷凝水。重污冷凝水量只占冷凝水總量的10%，但卻包含了冷凝水中全部BOD、COD含量的絕大部分。輕污冷凝水可直接回收利用。重污冷凝水經(jīng)汽提塔汽提后，也可回收利用。汽提后的臭氣送石灰回收爐或鍋爐燃燒。這樣，可將蒸發(fā)站的臭味和冷凝水的污染降至最低。1.4管式降膜與板式降膜比較管式降膜與板式降膜比較管式板式傳熱效率高高使用壽命長短維修難易易難耐壓高低結(jié)垢難易一般更易垢層硬度硬較硬分配箱垢片清理易難運輸難易較易難大設(shè)備交貨狀態(tài)件數(shù)少件數(shù)多現(xiàn)場組裝工作量小大3