降膜式真空蒸发器工艺流程及技术特点

降膜式真空蒸发器工艺流程及技术特点

该工艺流程设计在一-段蒸发 器之前增设降膜式真空浓缩器，取代原闪蒸槽，对一、二段蒸发加热蒸汽采用分级利用技术，一段蒸发加热器设立低压蒸汽加热段和高压蒸汽加热段。从二分塔来的140 C、67%左右的尿液经减压后，切线进入降膜式真空浓缩器上部的分离段，在0.034 MPa (绝)压力下，尿液中所含残余的CO2、游离氨以及大部分水份蒸发出去，液体经特殊结构的液体分布器，从换热管项部沿管内壁向下流动并形成液膜，壁面蒸发蒸汽逸至液膜表面到管中心的空间，在真空抽吸下向上流动，液膜沿管壁流下.预精镏塔出口气相与二甲液在降膜式真空浓缩器壳侧反应，将管侧尿液浓度由71%提高到85% (重量),降膜式真空浓缩器底部出口温度为102 C左右，顶部出口气体温度为95 C左右，然后进入- -段蒸发加热下部低压蒸汽加热段，再利用系统上多余的0.3 MPa保温蒸汽加热，大大减轻.上部中压蒸汽加热段的负荷，同时，也减轻了一吸塔系统的冷却负荷。

降膜式真空蒸发器工艺技术特点:

(1)在水溶液全循环尿素生产装置蒸发系统引入闪蒸预浓缩工艺，采用了新型降膜式真空浓缩器，传热系数大,尿液先分离再加热，提高传热系数与传热温差,增加热利用效率,

回收更多甲铵反应热。

(2)采用真空预浓缩与一段蒸发等压操作工艺， 在更高的真空度下蒸发更多的水量，有效减轻一段蒸发负荷，从而减少蒸汽消耗。

(3)对一、二段蒸发加热蒸汽采用分级利用技术，充分回收利用系统中蒸汽冷凝液余热,一段蒸发加热器设立低压蒸汽加热段和高压蒸汽加热段,把蒸汽加热段设在热利用段后,上部采用1.2 MPa中压蒸汽加热，下部采用0.3 MPa低压蒸汽加热，有效地回收了0.3 MPa二次膨胀蒸汽。使吨尿蒸发系统加热蒸汽消耗量由原设计的295 kg降至115 kg.

(4)二段蒸发加热器加热蒸汽由原设计的1.3 MPa(A)中压蒸汽加热改为0.5 MPa二次膨胀蒸汽加热，该蒸汽由一段分解加热器蒸汽冷凝液二次膨胀利用而来,吨尿可降低中压蒸汽消耗54 kg.

(5)采用二甲液预热器，充分利用二分气相甲铵冷凝热，把二甲液温度由40 C加热到95 C以上，回收甲铵冷凝热81672 kJ/t u,可降低蒸汽消耗40kgo (注:此技术须在采用降膜式真空浓缩器基础上或一蒸热利用段余量很大时方可使用，不然会把二段冷凝负荷移至一段)。

 降膜式真空蒸发器工艺流程及技术特点

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这一类型的蒸发器，溶液都在蒸发器中作循环流动。由于引起循环的原因不同，又可分为自然循环和强制循环两类。

1.中央循环管式蒸发器这种蒸发器又称作标准式蒸发器。它的加热室由垂直管束组成，中间有一根直径很大的中央循环管，其余管径较小的加热管称为沸腾管。由于中央循环管较大，其单位体积溶液占有的传热面，比沸腾管内单位溶液所占有的要小，即中央循环管和其它加热管内溶液受热程度不同，从而沸腾管内的汽液混合物的密度要比中央循环管中溶液的密度小，加之上升蒸汽的向上的抽吸作用，会使蒸发器中的溶液形成由中央循环管下降、由沸腾管上升的循环流动。这种循环，主要是由溶液的密度差引起，故称为自然循环。这种作用有利于蒸发器内的传热效果的提高。其结构特点是在加热室上增设沸腾室。加热室中的溶液因受到沸腾室液柱附加的静压力的作用而并不在加热管内沸腾，直到上升至沸腾室内当其所受压力降低后才能开始沸腾，因而溶液的沸腾汽化由加热室移到了没有传热面的沸腾室，从而避免了结晶或污垢在加热管内的形成。另外，这种蒸发器的循环管的截面积约为加热管的总截面积的2～3倍，溶液循环速度可达2.5至3 m/s以上，故总传热系数亦较大。这种蒸发器的主要缺点是液柱静压头效应引起的温度差损失（意义详见6.3.1）较大，为了保持一定的有效温度差要求加热蒸汽有较高的压力。此外，设备庞大，消耗的材料多，需要高大的厂房等。 除了上述自然循环蒸发器外，在蒸发粘度大、易结晶和结垢的物料时，还采用强制循环蒸发器。在这种蒸发器中，溶液的循环主要依靠外加的动力，用泵迫使它沿一定方向流动而产生循环。循环速度的大小可通过泵的流量调节来控制，一般在2.5m/s以上。强制循环蒸发器的传热系数也比一般自然循环的大。但它的明显缺点是能量消耗大，每平方米加热面积约需0.4～0.8kW

处理22吨二手降膜蒸发器实际生产中，有时还应用直接接触传热的蒸发器。它是将燃料（通常为煤气和油）与空气混合后，在浸于溶液中的燃烧室内燃烧，产生的高温火焰和烟气经燃烧室下部的喷嘴直接喷入被蒸发的溶液中。高温气体和溶液直接接触，同时进行传热使水分蒸发汽化，产生的水汽和废烟气一起由蒸发器顶部排出。其燃烧室在溶液中的浸没深度一般为0.2～0.6m，出燃烧室的气体温度可达1000℃以上。因是直接触接传热，故它的传热效果很好，热利用率高。由于不需要固定的传热壁面，故结构简单，特别适用于易结晶、结垢和具有腐蚀性物料的蒸发。在废酸处理和硫酸铵溶液的蒸发中，它已得到广泛应用。但若蒸发的料液不允许被烟气所污染，则该类蒸发器一般不适用。而且由于有大量烟气的存在，限制了二次蒸气的利用。此外喷嘴由于浸没在高温液体中，较易损坏。从上介绍可以看出，蒸发器的结构型式很多，各有其优缺点和适用的场合。在选型时，首先要看它能否适应所蒸发物料的工艺特性，包括物料的粘性、热敏性、腐蚀性以及是否容易结晶或结垢等，然后再要求其结构简单、易于制造、金属消耗量少，维修方便、传热效果好等等。