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一、蒸发及其影响因素和技术发展
蒸发是指在液体表面发生的汽化过程,通常是指溶液通过加热使溶液中一部分溶剂汽化,以提高溶液中非挥发性组分的浓度或使溶质从溶液中析出结晶的过程。一般温度越高、液面暴露面积越大,蒸发速率越快;溶液表面的压强越低,蒸发速率越快;为了追求高效、低能耗的目的蒸发设备主要沿着高换热效率、热的高效利用、高换热面积、高真空度方向发展,于是逐渐形成了多效蒸发技术和机械蒸汽再压缩技术为主的两大类低温蒸发设备。
二、低温蒸发技术的应用
低温蒸发技术在我们日常生产生活中已经较为普遍,比如海水淡化、果汁浓缩、味精制造等,再比如环保上常见的废水分盐、切削液减量化、电镀废液浓缩、母液浓缩干化、垃圾渗滤液干化、危废减量化等方面,这些不光得意于蒸发的本质特点也得意于低温蒸发技术越来越低的运行成本。
三、为什么要选择低温蒸发的技术方向
在说到蒸发时不能不说能耗问题,普遍都知道蒸发是工业生产过程中的耗能大户。尤其是对于水的蒸发,水的比热与蒸发热都很大,不管是蒸发预热阶段还是汽化阶段都需要消耗大量的能量。理论上蒸发一吨废水需要对应消耗一吨蒸汽(新鲜蒸汽成本在100-300元之间),如果计算热损失问题实际蒸发一吨水需要消耗的蒸汽量在1.2吨以上。如此高的能耗下,运行成本就成为了阻碍蒸发技术应用的拦路虎,如果不是产品生产主流程所需的话,想必没有那个企业愿意花费如此大的代价做费力不讨好的事情。
低温蒸发技术在现阶段应该是解决能耗问题的一种重要手段,它综合了多种技术于一身强化了蒸发条件使得可以用相对低廉的成本完成蒸发工作。
低温蒸发的原理过程其实并不复杂,一言概之就是利用干燥的空气将水中的水分吹走。
为了在工业生产过程中降低能耗及提高热利用率从而达到理想的运行成本要求,人们将前面提到的多效蒸发技术和机械蒸汽再压缩技术、真空技术等相结合便衍生出了现阶段普遍使用的低温多效蒸发设备、MVR蒸发设备,由此大幅度降低了吨蒸发的运行成本(以水为例一般在40-70元不等)。如果将低温蒸发设备的操作温度控制在50-60℃,热利用效率会升高,相同热源的情况下较80-95℃的蒸发就能够获得更多的蒸发量,同时作为蒸发器的热源也可以选择一些低品位的工业废热,相较于利用新鲜蒸汽蒸发而言,一方面实现了能量的多级利用,另一方面实现了节能减碳的目的。
即使将鼓风机的能耗以及废水循环的电耗都计算在内,利用低品位热源的低温蒸发设备的运行成本也可以很好的控制在30元/吨水上下。再者由于设备运行温度低,所以在加工选材的选择方面较高温蒸发有极大的优势,甚至部分选择塑料材料代替金属使加工成本得到进一步的优化。
如果不是特殊蒸发要求,低温蒸发技术无论从生产安全、成本投入、运行费用、使用期限、维护等方面还是设备占地、设备结构、辅机配套等,其优势都是传统蒸发技术无法比拟的。