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摘要：浓缩系统几乎是化工生产中必备的生产单元，是节能降耗、降低生产成本的关键控制点，随着技术水平的不断进步，对其浓缩蒸发的效率提出更高的要求。通过对浓缩系统经验的总结，分析了影响浓缩系统蒸发的相关因素。从浓缩设备、蒸发操作的方式、真空系统、冷凝介质、蒸汽压力、系统清洗和试漏等方面介绍了提高浓缩蒸发效率所采取措施。
关键词：浓缩设备 蒸发操作的方式 真空系统 冷凝介质 蒸汽压力 浓缩系统清洗和试漏
中图分类号：TQ028 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2013）12-0013-02
1 前言
现阶段，浓缩工艺技术发展速度越来越快，水平也越来越高。浓缩工艺技术已经成为化工企业生产不可缺少的工艺方法，并且将越来越重要，是企业实现成本战略研究的重要方面。因此分析浓缩蒸发的因素及采取措施是我们做化工企业生产必备的知识和研究的方向。
2 浓缩设备
浓缩设备广泛用于化工、医药和食品等工业部门，蒸发设备的好坏直接关系蒸发的效率，是影响其蒸发效率的直接因素，因此研究浓缩蒸发设备是我们研究浓缩系统的基础工作，在浓缩蒸发的因素中起到最重要、最基本的作用。分别从浓缩设备的结构与特点，蒸发器的选定，蒸发操作的方式，进行对浓缩设备的细致分析和研究[1]。
2.1 浓缩蒸发设备的结构与特点
浓缩设备广泛用于各行各业中，按作用目的可分蒸发浓缩型和蒸发结晶型；按加热部分结构分夹套式、蛇管式和列管式，长管式和短管式，垂直管式和水平管式；按照能源利用方式分有单效、多效，二次蒸汽压缩式，多级闪蒸式或多效多级闪蒸式；按物料流动方式又可分为升膜式、降膜式和升降膜式等等。尽管其分类方法各异，蒸发器的共同特点均是将热量传递给物料使溶剂蒸发，提高物料浓度的目的[2]。
2.2 蒸发器的选定
蒸发器的选定是个综合性的问题，无论在事先设计还是利用闲置的浓缩设备，我们必须考虑下述的因素，这样才能做到“人、机、料、法、环”协调统一、相互促进。
3 蒸发操作的方式
从能源利用来讲，蒸发过程操作方式可分为单效蒸发、多效蒸发、多级闪蒸等。了解蒸发操作的方式，便于分析研究影响蒸发的因素。同时采用那种方式，要从工艺要求和节能降耗及高效运行的角度考虑，采用合理的操作方式。
（1）单效蒸发：当生产能力较小，加热蒸汽是廉价的，所处理的物料有腐蚀性，或产生的蒸汽被污染不能再利用时，可采用单效蒸发。其操作方式包括间歇式、半间歇式、连续式。
（2）多效蒸发：多效蒸发是利用能量的一种方法。其特点是第一效通入加热蒸汽，二次蒸汽作为下一效的加热蒸汽，后面各效依次类推，末效二次蒸汽进入冷凝器冷凝。理论上单位质量加热蒸汽蒸发的水量应是效数的倍数。多效蒸发一般使用三效和四效，在造纸、制糖、印染等工业中使用六效或七效也是常见的。多效蒸发的流程，根据加热蒸汽和料液的流向，有如下四种：并流（顺流）、逆流、平流和错流，具体采用哪种方式应根据浓缩物料的性质及生产工艺要求等综合因素确定。
4 真空系统
在减压下进行的蒸发称为真空蒸发。由于减压下溶液沸点较低，可利用低压蒸汽或废汽的热源；在相同加热蒸汽压力下，真空蒸发可以提高传热温差，增加设备生产能力，加之料液沸点低，有利于热敏性物料的浓缩。因此，真空蒸发不仅广泛用于单效，而且多效蒸发的末效或后几效也总是在真空条件下操作。真空系统中应用较多设备是真空泵。真空泵并不是产生真空的根本原因，产生真空的根本原因是二次蒸汽突然冷凝。真空泵是维持系统真空度，在真空系统中起到至关重要的作用。真空泵性能好坏关系到浓缩蒸发效率和蒸发处理量。因此对真空泵要严格进行维护保养。性能中重要参数是真空泵的极限真空，它是反映真空泵性能的关键因素。对浓缩系统来讲，一般要求真空泵极限在-0.095MPa～-0.1MPa。极限值未到达要求说明真空泵出现问题，一般原因存在漏点和自身泵有问题（如泵腔内壁长时间磨损等）。在浓缩系统开车前对泵的极限值进行检查，未达极限值要认真进行检修。真空泵的极限真空度越高，越有利于提高蒸发量及处理能力和降低蒸汽单耗。有助于降本增效，提高设备利用率。
5 冷凝介质
冷凝介质，一般是指冷却水。通过用冷却水与二次蒸汽直接或通过间接换热，将二次蒸汽进行冷凝，冷凝成二次冷凝水，从而产生真空。冷却水的选择是根据工艺条件要求不同，有循环水、冰水、盐水等，对浓缩系统而言，一般广泛使用循环水，但必须对其进行稳定处理，才能使循环水系统正常运行。循环的净化方法主要有过滤除污和药剂除污。
6 蒸汽压力
蒸汽压力高低直接影响浓缩系统蒸汽消耗量和系统的处理量。在安全和工艺的条件许可下，蒸汽的压力越高，蒸汽的温度越高，蒸汽带来的热量就越多。一般在生产过程中要求蒸汽的压力要在0.6MPa以上。浓缩系统在蒸汽的使用上采用饱和蒸汽，而不是过热蒸汽。在换热器换热过程中分为两段，即冷却段和冷凝段。冷却段所需面积增加，从而使冷凝段的传热面积相应减小，而换热量主要集中在冷凝段，冷却段可忽略。为了增加冷凝段的传热面积，所以我们要用饱和蒸汽来进行换热操作。热蒸汽传热系数低，过热蒸汽与管的传热系数远远小于饱和蒸汽冷凝传热系数。过热对设备不好，过热蒸汽温度高，对设备损害大。控制好浓缩系统，就要加强浓缩系统进汽压力的控制。认真做好与供能单元的紧密联系，使浓缩系统蒸发效率最佳。
7 浓缩系统清洗和试漏
化工设备清洗方法较多，对于浓缩系统把它总结为三种，一般性清洗、药剂清洗和机械性清洗。清洗是保证浓缩系统高效运行的重要因素，是效率提升的关键控制点。对于处理不同的物料，我们选择不同的清洗方法。
8 总结
影响浓缩系统蒸发的因素是多方面的，人员理论知识和操作技能也不能忽视，提高技能水平和岗位责任心也是提高浓缩系统蒸发效率的因素。各个因素之间是相互联系，相互制约的。分析浓缩蒸发的因素是对每套浓缩装置合理布局、合理操作、合理利用能源的必备知识，也是采取相应措施的依据。系统性熟悉影响蒸发的因素，可以促进打造高质高效浓缩系统和优化生产工艺，为企业创造更高的价值。
参考文献
[1]黄亚东.化工原理（第1版）[M].北京：中国轻工业出版社，2006年9月出版.
[2]马雄斌.蒸发器在食品行业中的应用[J].广东化工，2002，（05）.
关键词：浓缩设备 蒸发操作的方式 真空系统 冷凝介质 蒸汽压力 浓缩系统清洗和试漏
中图分类号：TQ028 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2013）12-0013-02
1 前言
现阶段，浓缩工艺技术发展速度越来越快，水平也越来越高。浓缩工艺技术已经成为化工企业生产不可缺少的工艺方法，并且将越来越重要，是企业实现成本战略研究的重要方面。因此分析浓缩蒸发的因素及采取措施是我们做化工企业生产必备的知识和研究的方向。
2 浓缩设备
浓缩设备广泛用于化工、医药和食品等工业部门，蒸发设备的好坏直接关系蒸发的效率，是影响其蒸发效率的直接因素，因此研究浓缩蒸发设备是我们研究浓缩系统的基础工作，在浓缩蒸发的因素中起到最重要、最基本的作用。分别从浓缩设备的结构与特点，蒸发器的选定，蒸发操作的方式，进行对浓缩设备的细致分析和研究[1]。
2.1 浓缩蒸发设备的结构与特点
浓缩设备广泛用于各行各业中，按作用目的可分蒸发浓缩型和蒸发结晶型；按加热部分结构分夹套式、蛇管式和列管式，长管式和短管式，垂直管式和水平管式；按照能源利用方式分有单效、多效，二次蒸汽压缩式，多级闪蒸式或多效多级闪蒸式；按物料流动方式又可分为升膜式、降膜式和升降膜式等等。尽管其分类方法各异，蒸发器的共同特点均是将热量传递给物料使溶剂蒸发，提高物料浓度的目的[2]。
2.2 蒸发器的选定
蒸发器的选定是个综合性的问题，无论在事先设计还是利用闲置的浓缩设备，我们必须考虑下述的因素，这样才能做到“人、机、料、法、环”协调统一、相互促进。
3 蒸发操作的方式
从能源利用来讲，蒸发过程操作方式可分为单效蒸发、多效蒸发、多级闪蒸等。了解蒸发操作的方式，便于分析研究影响蒸发的因素。同时采用那种方式，要从工艺要求和节能降耗及高效运行的角度考虑，采用合理的操作方式。
（1）单效蒸发：当生产能力较小，加热蒸汽是廉价的，所处理的物料有腐蚀性，或产生的蒸汽被污染不能再利用时，可采用单效蒸发。其操作方式包括间歇式、半间歇式、连续式。
（2）多效蒸发：多效蒸发是利用能量的一种方法。其特点是第一效通入加热蒸汽，二次蒸汽作为下一效的加热蒸汽，后面各效依次类推，末效二次蒸汽进入冷凝器冷凝。理论上单位质量加热蒸汽蒸发的水量应是效数的倍数。多效蒸发一般使用三效和四效，在造纸、制糖、印染等工业中使用六效或七效也是常见的。多效蒸发的流程，根据加热蒸汽和料液的流向，有如下四种：并流（顺流）、逆流、平流和错流，具体采用哪种方式应根据浓缩物料的性质及生产工艺要求等综合因素确定。
4 真空系统
在减压下进行的蒸发称为真空蒸发。由于减压下溶液沸点较低，可利用低压蒸汽或废汽的热源；在相同加热蒸汽压力下，真空蒸发可以提高传热温差，增加设备生产能力，加之料液沸点低，有利于热敏性物料的浓缩。因此，真空蒸发不仅广泛用于单效，而且多效蒸发的末效或后几效也总是在真空条件下操作。真空系统中应用较多设备是真空泵。真空泵并不是产生真空的根本原因，产生真空的根本原因是二次蒸汽突然冷凝。真空泵是维持系统真空度，在真空系统中起到至关重要的作用。真空泵性能好坏关系到浓缩蒸发效率和蒸发处理量。因此对真空泵要严格进行维护保养。性能中重要参数是真空泵的极限真空，它是反映真空泵性能的关键因素。对浓缩系统来讲，一般要求真空泵极限在-0.095MPa～-0.1MPa。极限值未到达要求说明真空泵出现问题，一般原因存在漏点和自身泵有问题（如泵腔内壁长时间磨损等）。在浓缩系统开车前对泵的极限值进行检查，未达极限值要认真进行检修。真空泵的极限真空度越高，越有利于提高蒸发量及处理能力和降低蒸汽单耗。有助于降本增效，提高设备利用率。
5 冷凝介质
冷凝介质，一般是指冷却水。通过用冷却水与二次蒸汽直接或通过间接换热，将二次蒸汽进行冷凝，冷凝成二次冷凝水，从而产生真空。冷却水的选择是根据工艺条件要求不同，有循环水、冰水、盐水等，对浓缩系统而言，一般广泛使用循环水，但必须对其进行稳定处理，才能使循环水系统正常运行。循环的净化方法主要有过滤除污和药剂除污。
6 蒸汽压力
蒸汽压力高低直接影响浓缩系统蒸汽消耗量和系统的处理量。在安全和工艺的条件许可下，蒸汽的压力越高，蒸汽的温度越高，蒸汽带来的热量就越多。一般在生产过程中要求蒸汽的压力要在0.6MPa以上。浓缩系统在蒸汽的使用上采用饱和蒸汽，而不是过热蒸汽。在换热器换热过程中分为两段，即冷却段和冷凝段。冷却段所需面积增加，从而使冷凝段的传热面积相应减小，而换热量主要集中在冷凝段，冷却段可忽略。为了增加冷凝段的传热面积，所以我们要用饱和蒸汽来进行换热操作。热蒸汽传热系数低，过热蒸汽与管的传热系数远远小于饱和蒸汽冷凝传热系数。过热对设备不好，过热蒸汽温度高，对设备损害大。控制好浓缩系统，就要加强浓缩系统进汽压力的控制。认真做好与供能单元的紧密联系，使浓缩系统蒸发效率最佳。
7 浓缩系统清洗和试漏
化工设备清洗方法较多，对于浓缩系统把它总结为三种，一般性清洗、药剂清洗和机械性清洗。清洗是保证浓缩系统高效运行的重要因素，是效率提升的关键控制点。对于处理不同的物料，我们选择不同的清洗方法。
8 总结
影响浓缩系统蒸发的因素是多方面的，人员理论知识和操作技能也不能忽视，提高技能水平和岗位责任心也是提高浓缩系统蒸发效率的因素。各个因素之间是相互联系，相互制约的。分析浓缩蒸发的因素是对每套浓缩装置合理布局、合理操作、合理利用能源的必备知识，也是采取相应措施的依据。系统性熟悉影响蒸发的因素，可以促进打造高质高效浓缩系统和优化生产工艺，为企业创造更高的价值。
参考文献
[1]黄亚东.化工原理（第1版）[M].北京：中国轻工业出版社，2006年9月出版.
[2]马雄斌.蒸发器在食品行业中的应用[J].广东化工，2002，（05）.