Изпарител с двоен ефект
Принцип на работа на изпарителя с двоен ефект
Изпарителят с двоен ефект е много{0}}степенна система, която използва повторно парата, генерирана в един етап („първият ефект“), за да загрее следващия етап („вторият ефект“), като значително подобрява енергийната ефективност в сравнение с изпарителите с единичен{1}}ефект.
Разбивка-по-стъпка
- Процесната течност (напр. отпадна вода, саламура или сок) влиза в изпарителя с първи ефект.
- Прясна пара (висока-температура, високо-налягане) се вкарва в топлообменника за загряване на течността.
- Докато течността кипи, водата се изпарява, произвеждайки първична пара и оставяйки частично концентриран разтвор.
- Първичната пара от първия ефект се насочва към изпарителя с втори ефект.
- Вторият ефект работи при по-ниско налягане (и следователно по-ниска точка на кипене), което позволява на първичната пара да служи като източник на нагряване за втория етап.
- Частично концентрираната течност от първия ефект се подава във втория ефект.
- Първичната пара кондензира в топлообменника на втория ефект, пренасяйки латентна топлина за изпаряване на допълнителна вода от течността.
- Това генерира вторична пара и допълнително концентрира течността.
- Разликата в налягането между двата ефекта осигурява ефективен пренос на топлина:
① Първият ефект работи при по-високо налягане/температура.
② Вторият ефект работи под вакуум или по-ниско налягане, което позволява повторно използване на парите.
- Този поетапен дизайн намалява консумацията на прясна пара с почти 50% в сравнение със системите с един-ефект.
- Изпарителите с двоен ефект постигат по-висока икономия на пара (kg изпарена вода на kg използвана пара).
- Типичната икономия на пара е ~1,8–2,0, което означава, че 1 kg свежа пара изпарява ~2 kg вода.
- Електрическата енергия се използва предимно за помпи и вакуумни системи.
- Кондензираната пара от двата ефекта се събира като дестилат (чиста вода).
- Крайната концентрирана течност се отделя от втория ефект.
- Не{0}}кондензиращите газове се отстраняват чрез вакуумни системи, за да се поддържат градиенти на налягането.
Типично изпарение с двоен{0}}ефект: Проект за пречистване на отпадъчни води с Na2SO4 в Китай
Основни предимства на изпаряването с двоен-ефект
Намалени разходи за енергия чрез повторно използване на пара между ефектите.
Подходящ за чувствителни-на топлина материали поради по-ниски точки на кипене при последващи ефекти.
Мащабируем дизайн (може да се разшири до троен-ефект или повече за по-висока ефективност).
Основни съображения за дизайна на изпарителя с двоен{0}}ефект
(A) Термодинамична ефективност и дизайн на системата
1. Дизайн на градиент на налягането между ефектите
● Високо налягане в първия ефект и ниско налягане във втория ефект: Вакуумната система се използва за поддържане на средата с ниско налягане на втория ефект, за да се гарантира, че вторичната пара от първия ефект може да бъде ефективно прехвърлена към втория ефект като източник на топлина.
● BPE компенсация: BPE на разтвори с висока-соленост или висок-вискозитет трябва да бъдат включени в изчислението, за да се избегне недостатъчна температура на изпарение при втория ефект.
2. Парна икономика
● Целевата икономия на пара е 1,8–2,0 (т.е. . 1 kg прясна пара изпарява 1,8–2,0 kg вода), а разликата в температурата на пренос на топлина и площта на пренос на топлина между ефектите трябва да бъдат оптимизирани.
● Възстановяване на топлина от кондензация на вторична пара: Отпадъчната топлина на кондензираната вода се използва за предварително загряване на суровата течност.
3. Топлообменна площ и разпределение на температурната разлика
● Зоната на топлопредаване на първия ефект трябва да съответства на високотемпературните характеристики на прясната пара, а вторият ефект трябва да се адаптира към условията на ниско налягане и ниска температура.
● Избягвайте твърде малка (което води до намалена ефективност на топлообмен) или твърде голяма (което води до риск от мащабиране) температурна разлика между ефектите.
(B) Избор на материал и дизайн против-нагаряне
1. Устойчивост на корозия на материала
● Първи ефект: SS316L или дуплексна неръждаема стомана е предпочитана за среда с висока температура и високо налягане.
● Втори ефект: Ако се третират разтвори на хлоридни йони (като обезсоляване на морска вода), са необходими сплави на основата на титан или-никел (като Hastelloy).
2. Стратегии против-натрупване и почистване
● Проектирайте гладки вътрешни стени на тръбата, за да намалите отлагането на котлен камък.
● Интегрирайте система за онлайн почистване CIP (като цикъл на киселинно/алкално измиване) за редовно отстраняване на отлагания от котлен камък в топлообменниците с интер{0}}ефект.
● За материали, склонни към образуване на котлен камък, могат да се добавят средства против{0}}отлагане на котлен камък или да се използват помпи с принудителна циркулация за подобряване на течливостта.
(C) Оптимизиране на енергията и възстановяване на топлината
1. Система за предварително загряване
● Преди суровата течност да влезе в първия ефект, тя се загрява предварително чрез използване на кондензирана вода или отпадна топлина от вторична пара от втория ефект през предварителен нагревател, за да се намали консумацията на свежа пара.
2. Възстановяване на кондензат
● Кондензираната вода (висока чистота) от първия и втория ефект може да бъде възстановена за попълване на котелна вода или повторно използване в процеса.
3. Оптимизация на вакуумната система
● Използвайте високо{0}}ефективни пароструйни помпи или вакуумни помпи с течен пръстен, за да намалите налягането на втория ефект до 0,1–0,3 бара (абсолютно налягане), за да осигурите ефективно използване на температурната разлика между ефектите.
(D) Система за управление и дизайн на безопасността
1. Управление на автоматизацията
● PLC/DCS система Мониторинг-в реално време:
① Ниво на течността, температура и налягане на първия и втория ефект.
② Баланс на потока на помпите за транспортиране на материал между ефектите.
● Контрол на баланса на налягането: Поддържайте стабилен градиент на налягането между ефектите чрез регулиране на мощността на вакуумната помпа и отварянето на вентила между ефектите.
2. Защита на безопасността
● Защита от -сухо изгаряне: Автоматично изключване на нагряващата пара, когато нивото на течността в ефекта е твърде ниско.
● Аларма за повреда на вакуумната система: Предотвратете необичайно повишаване на налягането на втория ефект от причиняване на стагнация на изпарението.
● Предпазен клапан за свръхналягане: За справяне с риска от над-ограничено налягане на парата при първия ефект.
Сравнение на разходите за изпаряване с двоен-ефект и други фактори
|
S/N |
Изпарител с двоен{0}}ефект |
MVR изпарител |
Изпарител с-ефект |
Изпарител TVR |
||
|
Първоначална инвестиция |
Среден |
високо |
ниско |
Среден |
||
|
Оперативни разходи |
Средно-Ниско (зависи от цената на Steam) |
Ниска (зависи от цената на електроенергията) |
Висока (висока консумация на пара) |
Среден (пара + малко електричество) |
||
|
Енергийна ефективност |
Умерено (каскадно използване на топлинна енергия) |
|
ниско |
Умерено (зависи от ефективността на ежектора) |
||
|
Изисквания за поддръжка |
Ниска (помпи, вакуумна система) |
Високо (компресор, уплътнения) |
Ниска (помпи, нагреватели) |
Среден (ежектор, клапани) |
||
|
Типични приложения |
Steam-богати региони, непрекъснато средно{1}}мащабно производство |
Ниска цена на електроенергия, решения с висока-концентрация/висока-BPE |
Малко{0}}мащабни/групови операции |
Наличност на пара с умерени икономии на енергия |
Хранително-вкусова промишленост: концентрация на сокове, преработка на млечни продукти (като кондензирано мляко), производство на сироп.
Химическа промишленост: кристализация на сол (като натриев хлорид, натриев сулфат), възстановяване на разтворител (етанол, метанол).
Фармацевтична индустрия: концентрация на екстракти от китайска медицина, пречистване на активни съставки във ферментационен бульон.
Пречистване на отпадъчни води: намаляване на промишлените отпадъчни води, висока-предварителна{1}}концентрация на солени отпадъчни води (за система с нулево изпускане на течности).
Обезсоляване на морска вода: предварителна обработка на морска вода или солена вода за намаляване на натоварването на системата за обратна осмоза.
Целулозно-хартиена промишленост: концентрация на черна луга и възстановяване на химикали (като лигнин, сода каустик).
Област на опазване на околната среда: обработка за намаляване на обема на опасни отпадъци (радиоактивна течност, нефтени утайки).
Енергийна промишленост: концентрация и повторно използване на отпадъчните води от охладителната кула.
Обработка на метали: възстановяване на метални йони от отпадъчни води от галванопластика (като никел и цинк).
Селско стопанство: концентрация на течен тор или възстановяване на разтвор на пестицид.
Референции на системата за изпаряване с двоен{0}}ефект на ENCO
Сок от лук
Кристализатор с двоен{0}}ефект на изпаряване третира отпадъчни води от флуид за смилане на екрана на мобилния телефон
Двойният ефект на Гуангдонг Джунхе
Ние сме добре-известни като един от водещите производители и доставчици на изпарители с двоен ефект в Китай. Моля, бъдете сигурни, че ще закупите изработен по поръчка изпарител с двоен ефект от нашата фабрика. Свържете се с нас за повече подробности.