第一效加入新鮮的加熱蒸汽，所產(chǎn)生的二次蒸汽作為后一效的加熱蒸汽，即后一效的加熱室成為前一效二次蒸汽的冷凝器。因此多效蒸發(fā)不但明顯地減少了加熱蒸汽的耗量，而且也明顯地減少了冷卻水的耗量，其對(duì)比數(shù)據(jù)見表1。

由表1可以看出，效數(shù)增加，汽耗量與水耗量同時(shí)下降，但效數(shù)要受兩方面的限制：

（1）設(shè)備投資與設(shè)備折舊費(fèi)的限制  設(shè)備投資幾乎與效數(shù)成正比增加，而能耗的減少（蒸汽耗量與水耗量的減少）卻與效數(shù)成弱比例。當(dāng)因節(jié)能而省下的開支不足以補(bǔ)償設(shè)備折舊費(fèi)的增加時(shí)，增加效數(shù)就失去經(jīng)濟(jì)價(jià)值。此外在投資有限時(shí)，其效數(shù)也受限制。

（2）溫度差的限制  首效的加熱蒸汽壓力和末效的真空度都有一定的限制，所以裝置的總溫差是一定的。多效蒸發(fā)器組的每一效中都有沸點(diǎn)升高引起的溫差損失Δ，，以及其它溫差損失。而各效的有效溫差與各效的溫差損失之和等于總溫差，因此各個(gè)單效的有效溫差就要比總溫差小得多。雖然n效蒸發(fā)器組的總傳熱面積n倍于單效蒸發(fā)器，但在相同總溫差下，其生產(chǎn)能力卻要低于單效蒸發(fā)器。

根據(jù)加熱蒸汽與料液的流向關(guān)系，多效蒸發(fā)的操作流程可分為多種，順流、逆流、錯(cuò)流和平流。

2含氯化銨廢水蒸發(fā)的工藝難點(diǎn)

氯化銨廢水中因?yàn)楹休^高濃度的Cl-，對(duì)設(shè)備材質(zhì)的腐蝕極其嚴(yán)重；另一方面，氯化銨廢水蒸發(fā)到結(jié)晶濃度時(shí)的能耗過高。工業(yè)生產(chǎn)中氯化銨廢水中氯化銨的含量都比較低，如果采用單效蒸發(fā)回收氯化銨，蒸汽消耗過高，運(yùn)行成本費(fèi)用高，很多企業(yè)都不能接受。

3工藝流程

3.1工藝流程的確定

（1）熱泵技術(shù)熱泵技術(shù)是將低品質(zhì)的二次蒸汽轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)能源進(jìn)行利用，起到節(jié)能的效果。在蒸發(fā)行業(yè)中，多用噴射式熱泵，因其沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不易損壞、易維修，也便于對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造。帶有熱泵的雙效蒸發(fā)系統(tǒng)單位蒸汽能耗為0.44 t/t，所以該工藝中加一熱泵。另外有熱泵蒸發(fā)的工藝，操作溫度較低，在低溫下操作更有利于設(shè)備的抗腐蝕能力。

（2）雙效蒸發(fā)單效蒸發(fā)器的能耗指標(biāo)很高，每蒸1 t水消耗蒸汽1.1 t，但其設(shè)備和廠房的投資最少。雙效蒸發(fā)的蒸汽消耗占單效的一半，基礎(chǔ)投資是單效的一倍多。三效蒸發(fā)的單耗更低，而基本投資更高。綜合考慮到設(shè)備的投資和蒸汽消耗的問題，該工藝采用雙效蒸發(fā)。

（3）順流蒸發(fā)在順流蒸發(fā)中，后一效蒸發(fā)室的壓強(qiáng)比前一效的低，溶液可以利用各效間的壓強(qiáng)差進(jìn)行輸送，而不必另外用泵，另外由于后一效溶液的沸點(diǎn)較前一效的低，故前一效溶液進(jìn)入到后一效時(shí)，會(huì)因過熱而自行蒸發(fā)，并且在溫度最低的末效溶液的濃度最高，在很大程度上可以避免結(jié)疤結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。在氯化銨廢水蒸發(fā)工藝中采用順流蒸發(fā)流程，操作簡(jiǎn)單可行。

（4）采用降膜蒸發(fā)器降膜蒸發(fā)器具有傳熱系數(shù)高、溫差損失小、物料加熱時(shí)間短、不易變質(zhì)的特點(diǎn)，適用于處理熱敏性物料、易于實(shí)現(xiàn)多效操作，因此被廣泛的應(yīng)用于蒸發(fā)的過程中，并且在溫差不大的降膜蒸發(fā)器中，汽化是在液膜表面進(jìn)行的，對(duì)于設(shè)備的抗結(jié)疤能力是有利的。針對(duì)該工藝，適合采用降膜蒸發(fā)器。

（5）余熱利用二效的二次汽進(jìn)入到乏汽預(yù)熱器進(jìn)行再利用，冷凝水進(jìn)入到冷凝水預(yù)熱器進(jìn)行余熱再利用，使整套系統(tǒng)的能耗降低。

3.2工藝流程圖（圖1）

圖1含氯化銨廢水的蒸發(fā)工藝流程圖

物流流向：工藝廢水經(jīng)預(yù)處理后，經(jīng)過乏氣預(yù)熱器和冷凝水預(yù)熱器預(yù)熱到一定 溫度后，進(jìn)入一效蒸發(fā)器蒸發(fā)；溶液在一效蒸發(fā)器蒸發(fā)到一定濃度后，進(jìn)入二效蒸發(fā)器蒸發(fā)，蒸發(fā)濃縮到規(guī)定濃度后，排放到結(jié)晶罐，經(jīng)冷卻結(jié)晶，離心分離后得到氯化銨晶體，母液重新返回二效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)。

蒸汽流向：生蒸汽經(jīng)熱泵減壓后進(jìn)入一效加熱室殼程，換熱冷凝。一效管程內(nèi)的氯化銨溶液受熱蒸發(fā)，進(jìn)分離室后汽液分離，產(chǎn)生的二次蒸汽部分被熱泵抽吸、壓縮后返回一效加熱室殼程；其余二次蒸汽進(jìn)入到二效加熱室殼程，換熱冷凝。二效管程內(nèi)的氯化銨溶液受熱蒸發(fā)，進(jìn)分離室后汽液分離，產(chǎn)生的二次蒸汽先進(jìn)入到乏汽預(yù)熱器預(yù)熱原料液，未經(jīng)冷凝的乏汽進(jìn)入間接冷凝器中冷凝。不凝氣體由真空泵抽出，排入大氣。

冷凝水流向：一效加熱室殼程的冷凝水進(jìn)入到二效加熱室殼程，閃蒸出部分蒸汽后與二效冷凝水混合，依次進(jìn)入冷凝水罐和冷凝水預(yù)熱器，最后去下一工序再利用。

4材質(zhì)的選取

在氯化銨廢水中含有較高濃度的氯離子，對(duì)設(shè)備的腐蝕極為嚴(yán)重，因此選用耐腐蝕性強(qiáng)的鈦材，在氯化銨溶液中，溫度20℃～100℃，各種濃度下，鈦材的腐蝕速度＜0.013㎜/a，所以選用鈦材配合加熱泵的低溫蒸發(fā)可以解決氯化銨蒸發(fā)時(shí)的設(shè)備腐蝕問題。

5結(jié) 論

綜合以上考慮該套工藝采用雙效降膜加熱泵的蒸發(fā)工藝，可以有效地解決氯化銨廢水蒸發(fā)過程的設(shè)備腐蝕、能耗過高等問題。另外該工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，運(yùn)行費(fèi)用低，在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)得到了證明，具有十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益
 

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