蒸发强度,是指单位时间单位传热面积上所蒸发的水量。蒸发强度通常可用于评价蒸发器的优劣,当蒸发量一定时,生产强度越大,所需要的传热面积越少,即设备的投资就越低。因此,它反应了蒸发操作的设备性能,也就是蒸发操作的重要经济指标之一。
01、蒸发强度的理论依据
蒸发强度,是指单位时间单位传热面积上所蒸发的水量。即:
式中:
u——蒸发强度,Kg/(m2·h);
W——蒸发的水量,Kg/h;
S——换热面积,m2;
对多数物料体系,当沸点进料,若不计较热量损失和浓缩热,可得:
有上式可知,提高蒸发强度的主要途径是提高总传热系数K和传热温差。
02、提高蒸发强度的措施
措施一:提高传热温度差
提高传热温度差可从提高热源的温度或降低溶液的沸点等角度考虑,工程上通常采用下列措施来实现。
(1)、真空蒸发:真空蒸发可以降低溶液沸点,增大传热推动力,提高蒸发器的生产强度,同时由于沸点较低,可减少或防止热敏性物料的分解。另外,真空蒸发可降低对加热热源的要求,即可利用低温位的水蒸气作热源。但是,应该指出,溶液沸点降低,其黏度会增高,并使总传热系数K下降。当然,真空蒸发要增加真空设备并增加动力消耗。
(2)高温热源:提高的另一个措施是提高加热蒸汽的压力,但这时要对蒸发器的设计和操作提出严格要求。一般加热蒸汽压力不超过0.6~0.8MPa。对于某些物料如果加压蒸汽仍不能满足要求时,则可选用高温导热油或改用电加热,以增大传热推动力。
措施二:提高总传热系数蒸发器的总传热系数主要取决于溶液的性质、沸腾状况、操作条件以及蒸发器的结构等。因此,合理设计蒸发器以实现良好的溶液循环流动,及时排除加热室中不凝性气体,定期有效清洗蒸发器(加热室内管或管壁),均是提高和保持蒸发器在高强度下操作的重要措。
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