成果简介
水平管式降膜蒸发浓缩装置主要研究内容如下:
1.通过理论计算和小试实验,研究水平管式蒸发器的喷淋密度、喷淋高度以及喷淋管、蒸发管结构参数等对蒸发管成膜和蒸发传热效率的影响,确定了水平管式蒸发器的关键结构参数和操作参数;
2.采用MVR模式构建水平管式蒸发浓缩装置,对其工艺控制流程进行分析,绘制装置带控制节点的工艺流程图(PID),并确定装置各设备的主要设计参数;
3.在理论计算和小试试验结果的基础上,对装置主要工艺设备,特别是水平管式蒸发器进行结构设计,构建一套蒸发量达到1.5T/hr的中试实验装置;
4.以垃圾渗滤液为主要处理对象,进行水平管式蒸发浓缩装置的中试实验,考察了处理效果和系统能耗。
水平管蒸发机理为短程降膜蒸馏,其总传热系数高于垂直管,且物料在蒸发管上的加热蒸发时间极短,在获得较高蒸发效率的同时,避免物料在蒸发面上的结焦和结垢,可用于易结焦和热敏性物料的浓缩。同时,由于水平管式降膜蒸发为管外蒸发,故可随时观察蒸发状态,便于调整蒸发参数,且对有机物含量较高物料蒸发过程中的起泡状况不敏感。
本成果采用蒸汽再压缩(MVR)模式构建,将蒸发得到的水蒸气通过蒸汽压缩机提高焓值后作为蒸发介质使用,故而可有效回收利用蒸汽热量,减少能源耗费。中试结果表明,在完全采用电热蒸汽发生器提供补充蒸汽的状况下,稳定运行时,每蒸发一吨水,装置的能耗仅为36kWh。
应用领域
本成果结合了水平管式降膜蒸发和MVR两项节能技术,所开发装置的占地面积小,自控程度高,符合当前国家节能减排要求,主要可用于针对垃圾渗滤液的浓缩处理开发,也可应用于热敏性物料(如中药制剂)的浓缩和工业脱盐的预蒸发处理,可广泛应用于化工、制药、印染、染料等工业领域。同时,由于水平管式蒸发器不易结焦、结垢,对起泡不敏感且便于观察清洗等特点,在高有机物含量的含盐废水的环保处理中也有很好的应用前景。
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