Isparivač s dvostrukim učinkom
Princip rada isparivača s dvostrukim učinkom
Isparivač s dvostrukim učinkom je više{0}}fazni sustav koji ponovno koristi paru stvorenu u jednom stupnju ("prvi učinak") za zagrijavanje sljedećeg stupnja ("drugi učinak"), značajno poboljšavajući energetsku učinkovitost u usporedbi s jedno-isparivačima.
Raščlamba korak-po-korak
- Procesna tekućina (npr. otpadna voda, slana otopina ili sok) ulazi u isparivač prvog učinka.
- Svježa para (visoka-temperatura, visoki-tlak) uvodi se u izmjenjivač topline da zagrije tekućinu.
- Kako tekućina vrije, voda isparava, stvarajući primarnu paru i ostavljajući djelomično koncentriranu otopinu.
- Primarna para iz prvog učinka usmjerava se u isparivač drugog učinka.
- Drugi učinak djeluje pri nižem tlaku (a time i nižoj točki vrelišta), dopuštajući primarnoj pari da služi kao izvor grijanja za drugi stupanj.
- Djelomično koncentrirana tekućina iz prvog efekta dovodi se u drugi efekt.
- Primarna para se kondenzira u izmjenjivaču topline drugog efekta, prenoseći latentnu toplinu za isparavanje dodatne vode iz tekućine.
- Ovo stvara sekundarnu paru i dodatno koncentrira tekućinu.
- Razlika tlaka između dva učinka osigurava učinkovit prijenos topline:
① Prvi učinak djeluje pri višem tlaku/temperaturi.
② Drugi učinak djeluje pod vakuumom ili nižim tlakom, omogućujući ponovnu upotrebu pare.
- Ovaj postupni dizajn smanjuje potrošnju svježe pare za gotovo 50% u usporedbi sa-sustavima s jednostrukim učinkom.
- Isparivači s dvostrukim učinkom postižu veću uštedu pare (kg isparene vode po kg utrošene pare).
- Tipična potrošnja pare je ~1,8–2,0, što znači da 1 kg svježe pare isparava ~2 kg vode.
- Električna energija prvenstveno se koristi za pumpe i vakuumske sustave.
- Kondenzirana para iz oba efekta skuplja se kao destilat (čista voda).
- Konačna koncentrirana tekućina ispušta se iz drugog efekta.
- Plinovi koji se ne mogu kondenzirati uklanjaju se putem vakuumskih sustava kako bi se održali gradijenti tlaka.
Tipično isparavanje s dvostrukim-učinkom: Projekt pročišćavanja otpadnih voda Na2SO4 u Kini
Ključne prednosti isparavanja s dvo-učinkom
Smanjeni troškovi energije ponovnim korištenjem pare između učinaka.
Prikladno za materijale-osjetljive na toplinu zbog nižih točaka vrenja u naknadnim učincima.
Skalabilni dizajn (može se proširiti na trostruki-učinak ili više za veću učinkovitost).
Ključna razmatranja za dizajn isparivača s dvo-učinkom
(A) Termodinamička učinkovitost i dizajn sustava
1. Dizajn gradijenta tlaka između učinaka
● Visoki tlak u prvom učinku i niski tlak u drugom učinku: Vakuumski sustav se koristi za održavanje okoline niskog tlaka u drugom učinku kako bi se osiguralo da se sekundarna para iz prvog učinka može učinkovito prenijeti u drugi učin kao izvor topline.
● BPE kompenzacija: BPE otopina visoke-slanosti ili visoke{1}}viskoznosti mora biti uključen u izračun kako bi se izbjegla nedovoljna temperatura isparavanja u drugom učinku.
2. Ekonomija pare
● Ciljana ekonomičnost pare je 1,8–2,0 (tj. . 1 kg svježe pare isparava 1,8–2,0 kg vode), a temperaturnu razliku prijenosa topline i područje prijenosa topline između učinaka treba optimizirati.
● Povrat topline kondenzacije sekundarne pare: otpadna toplina kondenzirane vode koristi se za predgrijavanje sirove tekućine.
3. Područje prijenosa topline i raspodjela temperaturne razlike
● Područje prijenosa topline prvog učinka mora odgovarati visokotemperaturnim karakteristikama svježe pare, a drugi učinak mora se prilagoditi uvjetima niskog tlaka i niske temperature.
● Izbjegavajte premalu (što rezultira smanjenom učinkovitošću prijenosa topline) ili preveliku (što rezultira rizikom od kamenca) temperaturnu razliku između učinaka.
(B) Odabir materijala i dizajn protiv-nastajanja kamenca
1. Otpornost materijala na koroziju
● Prvi učinak: SS316L ili dvostruki nehrđajući čelik poželjan je za okruženja visoke temperature i visokog tlaka.
● Drugi učinak: ako se tretiraju otopine kloridnih iona (kao što je desalinizacija morske vode), potrebne su legure na bazi titana ili-nikla (kao što je Hastelloy).
2. Strategije protiv -kamenca i čišćenja
● Dizajnirajte glatke unutarnje stijenke cijevi kako biste smanjili taloženje kamenca.
● Integrirajte CIP online sustav čišćenja (kao što je kiselinski/lužinski ciklus pranja) za redovito uklanjanje naslaga kamenca u inter-izmjenjivačima topline.
● Za materijale sklone stvaranju kamenca, mogu se dodati sredstva protiv-nastajanja kamenca ili se mogu koristiti pumpe s prisilnom cirkulacijom za povećanje fluidnosti.
(C) Optimizacija energije i povrat topline
1. Sustav predgrijavanja
● Prije nego što sirova tekućina uđe u prvi učinak, predgrijava se korištenjem kondenzirane vode ili otpadne topline iz sekundarne pare drugog učinka kroz predgrijač kako bi se smanjila potrošnja svježe pare.
2. Oporaba kondenzata
● Kondenzirana voda (visoke čistoće) iz prvog i drugog učinka može se povratiti za dopunjavanje vode u kotlu ili za ponovnu upotrebu u procesu.
3. Optimizacija vakuumskog sustava
● Koristite visoko{0}}učinkovite parne mlaznice ili vakuumske pumpe s tekućim prstenom kako biste smanjili tlak drugog učinka na 0,1–0,3 bara (apsolutni tlak) kako biste osigurali učinkovito korištenje temperaturne razlike između učinaka.
(D) Kontrolni sustav i sigurnosni dizajn
1. Upravljanje automatizacijom
● PLC/DCS sustav-nadzor u stvarnom vremenu:
① Razina tekućine, temperatura i tlak prvog i drugog učinka.
② Ravnoteža protoka pumpi za transport materijala između učinaka.
● Kontrola ravnoteže tlaka: Održavajte stabilan gradijent tlaka između učinaka podešavanjem snage vakuumske pumpe i otvaranja ventila između učinaka.
2. Sigurnosna zaštita
● Za-zaštita od suhog gorenja: automatski isključi grijaću paru kada je razina tekućine u efektu preniska.
● Alarm greške vakuumskog sustava: Spriječite abnormalno povećanje tlaka drugog učinka da uzrokuje stagnaciju isparavanja.
● Sigurnosni ventil nadtlaka: za rješavanje rizika od preko-ograničenja tlaka pare u prvom učinku.
Dvostruki-učinak Troškovi isparavanja i usporedba drugih čimbenika
|
S/N |
Isparivač s dvostrukim-učinkom |
MVR isparivač |
Isparivač-s jednostrukim učinkom |
TVR isparivač |
||
|
Početni trošak ulaganja |
srednje |
visoko |
Niska |
srednje |
||
|
Operativni trošak |
Srednje-Nisko (ovisi o cijeni pare) |
Niska (ovisi o cijeni električne energije) |
Visoko (velika potrošnja pare) |
Srednje (para + manja struja) |
||
|
Energetska učinkovitost |
Umjereno (kaskadno korištenje toplinske energije) |
|
Niska |
Umjereno (ovisi o učinkovitosti ejektora) |
||
|
Zahtjevi za održavanje |
Nisko (pumpe, vakuumski sustav) |
Visoko (kompresor, brtve) |
Nisko (pumpe, grijači) |
Srednje (ejektor, ventili) |
||
|
Tipične primjene |
Parom-bogate regije, kontinuirana srednja-proizvodnja |
Niska cijena električne energije, visoka-koncentracija/visoka-BPE rješenja |
Mali{0}}operacije/serijski poslovi |
Dostupnost pare uz umjerenu uštedu energije |
Industrija hrane i pića: koncentracija sokova, prerada mliječnih proizvoda (kao što je kondenzirano mlijeko), proizvodnja sirupa.
Kemijska industrija: kristalizacija soli (kao što je natrijev klorid, natrijev sulfat), obnavljanje otapala (etanol, metanol).
Farmaceutska industrija: koncentracija ekstrakata kineske medicine, pročišćavanje aktivnih sastojaka u fermentacijskoj juhi.
Pročišćavanje otpadnih voda: smanjenje industrijske otpadne vode, visoka-koncentracija slane otpadne vode- (za sustav nultog ispuštanja tekućine).
Desalinizacija morske vode: prethodna obrada morske ili slane vode kako bi se smanjilo opterećenje sustava reverzne osmoze.
Industrija celuloze i papira: koncentracija crnog luga i obnavljanje kemikalija (poput lignina, kaustične sode).
Područje zaštite okoliša: redukcijska obrada opasnog otpada (radioaktivne tekućine, uljni mulj).
Energetika: koncentracija i ponovna uporaba otpadnih voda rashladnih tornjeva.
Obrada metala: obnavljanje metalnih iona iz otpadne vode galvanizacije (kao što su nikal i cink).
Poljoprivreda: koncentracija tekućeg gnojiva ili dobivanje otopine pesticida.
ENCO Reference sustava isparavanja s dvostrukim-učinkom
Sok od luka
Kristalizator isparavanja s dvostrukim-učinkom tretira otpadnu vodu od tekućine za mljevenje zaslona mobilnog telefona
Guangdong Zhonghe dvostruki učinak
Poznati smo-kao jedan od vodećih proizvođača i dobavljača isparivača s dvostrukim učinkom u Kini. Budite uvjereni da u našoj tvornici možete kupiti dvostruki isparivač izrađen po mjeri. Kontaktirajte nas za više detalja.