2018.11.29 看大企业如何选择浓缩设备及配套技术设备

发布时间:2018-11-29 08:55            

如何选择浓缩设备

1.浓缩设备有单效、双效、多效、蒸汽热泵双效和机械热泵浓缩(MVR)等。

单效主要使用在小批量、热敏品种或收膏工序上使用。目前企业普遍都在使用双效浓缩器,大家都知道双效浓缩比单效节能,是因为双效的Ⅱ效不需要锅炉蒸汽,它用Ⅰ效的二次蒸汽作为热源。

蒸发1t水,单效需要1.17t蒸汽,而双效只需0.6t蒸汽,三效只需要0.4t蒸汽------,多效虽节能但带来综合效益低,操作和清洗麻烦,且越多效第Ⅰ效温度越高。故此国内目前普遍使用双效浓缩。下面向大家介绍比双效浓缩器更节能的热泵双效浓缩器的节能原理。

2.热泵双效的Ⅰ效加热器除了一半的二次蒸汽给了Ⅱ效,另一半,通过拉伐尔喷嘴的抽吸作用返回Ⅰ效的加热器,也就是说热泵双效浓缩器的Ⅰ效有一半的二次蒸汽被只身重复利用,因此它又比双效浓缩节约1/3的蒸汽。理论上热泵双效浓缩器蒸发1t水只需要0.35t蒸汽,故此比双效浓缩器更节能。

3.还有比热泵双效浓缩器更节能的机械热泵浓缩(MVR),它一次能源的利用率最高,但经济效益还决定于电煤比价,我国目前的电煤比价高,在实际应用中其经济效益并不太理想,其缺点也十分明显:

  • 受到多种因素影响,如溶液粘稠度、多泡性及沸点升高因素的影响会令利用率降低;

  • 投资最大,维修量大,维护成本高。

  • 浓缩全过程药液温度都在90多度以上,对药品质量影响较大,尤其是热敏性药物更不适合。

4.综合考虑热泵双效浓缩器是目前国内性价比较高的节能浓缩设备。

如何选用配套的冷凝器

1.真空浓缩过程除了消耗大量的蒸汽以外,冷却系统还消耗不少的电力。

普遍采用列管冷凝器加水环泵,有的采用混冷器,有的直接采用水喷射泵等。

其中采用水喷射泵的方法能耗最大,因为所需要的水压和水量最大。目前无论采用哪种方法都会置换出大量的热水,这些热水又需要冷却塔、水池、循环泵等设施降温才能重复使用,能耗非常大。怎么样的冷却系统才节能?

首先分析为什么真空浓缩过程需要大量的冷却水?浓缩时二次蒸汽凝结时会迅速放出巨大的汽化潜热,汽化潜热的热能是显热热能的数十倍。

什么是汽化潜热和显热,简单的定

单位质量的液体转变为相同温度的蒸气时吸收的热量称为汽化潜热;不发生相变时温度升、降所需要的热称为显热。

如查表可知:1kg60℃的二次蒸汽要用56kg35℃的冷却水的显热来吸收它放出的汽化潜热,只有把二次蒸汽的汽化潜热吸收了才能把它变成冷凝水,冷却水吸热升温的是显热,使以浓缩过程需要大量的冷却水。

2.如何才能减少浓缩过程的冷却水用量呢?

众所周知多效浓缩的前面浓缩产生的二次蒸汽是后面浓缩的热源,而后面的加热器实际上是前面浓缩的冷却器,而需要冷却的二次蒸汽只有最后一个浓缩罐产生的的二次蒸汽。

所以双效的冷却水比单效少,双效浓缩器只有Ⅱ效较低温的二次蒸汽需要冷凝,因此双效比单效节约了大量的冷却水。

热泵双效浓缩器需要冷却的Ⅱ效的二次蒸汽约只有双效浓缩器2/3左右,因此热泵双效浓缩器需要的冷却水量最少。根据单效、普通双效及普通热泵双效最后需要冷却的二次蒸汽的量可推算出,蒸发量为1000L,它们分别需要的冷却水量约为:56t、28t、20t。

从上面的结论可分析同类型真空浓缩冷却系统的能耗主要取决于需要冷却的二次蒸汽的量。然而,无论哪种传统冷凝都是运用显热吸收潜热的方式,蚂蚁大兵团战术。

3.用汽化潜热吸收汽化潜热

有什么方法能进一步减少冷却水量?显热与汽化潜热相差一个数量级,能否以汽化潜热吸收汽化潜热?这里向大家推荐德众药机的高真空喷雾传质式冷凝器。

德众药机高真空喷雾传质式冷凝器是一种有相变的对流换热的冷凝器,它以水蒸汽蒸发时的汽化潜热吸收二次蒸汽的汽化潜热。它改变了传统列管冷凝器的换热方式,它的耗水量是单效浓缩的十几分之一,它不需要冷却塔、冷水池和大功率的循环泵。

有相变对流换热的冷凝器耗水量为什么这么少?

蒸汽被冷却凝结成液体的换热过程称凝结换热,液体被加热沸腾的换热过程称沸腾换热,两种换热都属有相变的对流换热,蒸发吸热属于有相变的对流换热;列管冷凝器的冷却水吸热升温的换热过程属于单相流体的对流换热。

一般情况下相变换热的表面传热系数比单相流的传热系数要高出几倍甚至几十倍。因为高真空喷雾传质式冷凝器属于有相变的对流换热,是用汽化潜热吸收汽化潜热形式。它的传热系数非常高,所以能耗非常低。

蒸发量1000L的热泵双效需要冷却的只有Ⅱ效350kg的二次蒸汽,理论上喷在翅片管上蒸发的水量只需350kg,但考虑喷淋的有效率因素应给以一定的富余量才能达到0.04~0.05kg/㎡.s的喷淋密度,并且考虑雾化所需要一定的压力,在实际安装时1000~3000L热泵双效浓缩器使用的喷雾水泵不超过1.5kW就获得了足够的水量。

由于不需对大量的冷却水做功,故喷雾传质式冷凝系统能耗非常低,吨蒸发药水耗气量为350Kg。冷凝系统总装机功率为12.5KW,真空度却达到-0.08MPa以上,并兼备冷凝器和凉水塔双重功能,非常节能。

为什么热泵双效浓缩器不容易普及

既然热泵双效浓缩器节能效果明显,为什么热泵双效浓缩器不被大家看好。

这里主要是由于热泵双效浓缩器制造和使用的技术要求较高,容易出现热平衡失控问题,真空度不容易控制。还有人认为同一样蒸发量热泵双效比普通双效价格要高。

其实这是因为热泵双效浓缩器的Ⅰ效加热器混合后的加热温度很低约90℃,所以它的加热面积比普通双效浓缩器要大很多,加工成本要大。市场上还有一种鱼目混珠的热泵双效浓缩器,它用普通双效浓缩器加一个蒸汽热泵就作为热泵双效浓缩器,Ⅰ效和Ⅱ效的加热面积一样大,这样不是达不到蒸发能力就是达不到节能效果。种种因素造成目前国内热泵双效浓缩器使用得好的企业不多。

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