CN1244438A - 一种在溶液或混合液浓缩过程中防止结垢的方法 - Google Patents
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Abstract
一种在溶液或混合液浓缩过程中防止结垢的方法,其特点是在使一种液体浓缩时,将这种液体的过热蒸气直接与这种液体在容器中混合接触,利用过热蒸气与同压力下饱和蒸气的过热度使这种液体蒸发,本方法不用对盛有被蒸发液体的容器或管道的外壁进行加热,因而避免了间接加热时,被蒸发液体所含固形物质在器壁上结垢的问题,大大减轻了结垢对生产的影响。
Description
本发明涉及一种液体浓缩的方法，所说的液体为溶液或混合液，属蒸发技术领域。
在医药、化工、造纸、冶金等工业生产中常常需要将某些溶液蒸发，使溶液的浓度增大，也常常需要将某些液固两相的混合液蒸发以使其固形物析出。在这些反应过程中，常规的方法是将溶液或混合液体置于容器中，从外部实施加热，达到液体沸点而蒸发，由于在这种容器中，其温度梯度是随与加热器壁距离的增加而逐渐递减的，加热器壁的表面温度最高，最易于结垢。采用这样的工艺常会使溶液中的某些可溶物和杂质在被加热容器的器壁上结垢，结垢的形成使传热系数降低，增加能耗，生产能力下降。为了除垢，还要采用机械的或化学的方法并增加设备，这不但加大了生产成本，还会造成生产中断。比如，在造纸工业中黑液处理就存在这样的问题。造纸黑液的处理是关系环境污染的重大问题，在处理黑液的关键工序黑液蒸发中就存在蒸发器壁严重结垢、影响生产的情况，为了清除结垢，不但投入增大，还要中断生产，严重污染环境。
过热蒸气是高温蒸气，它在工业生产中已有多种利用，过热水蒸气裂解、过热蒸馏都是利用过热蒸气的热能进行工业生产的，然而，却没有以防止蒸发容器结垢为目的而使用过热蒸气去浓缩液体的。
本发明的目的是提供一种用过热蒸气对液体蒸发的方法，它能在蒸发过程中避免在容器内壁上结垢。
本发明的目的是这样实现的：
一种在溶液或混合液浓缩过程中防止结垢的方法，其特点在于，在使一种溶液或含固形物的混合液蒸发浓缩时，将这种液体的过热蒸气不断直接与这种液体在蒸发容器中混合接触，过热蒸气释放出热量后促使这种液体不断从容器中蒸发出来。
上述防止结垢的方法，所述液体是一种溶液或混合液，所述通入的过热蒸气是与其液相部分相同的液体过热蒸气，蒸发出的蒸气量是通入的蒸气与液体液相部分蒸发出来的蒸气之和。
上述防止结垢的方法，所述液体是造纸黑液，所述通入的过热蒸气是过热水蒸气。
上述防止结垢的方法，所述蒸发出来的部分液体蒸气经过一个闭路蒸气循环加热装置，使其恢复到原温度，并再次循环使用。
采用这种防止结垢的方法，使被浓缩蒸发的液体的过热蒸气直接与这种液体在容器中混合接触，利用过热蒸气与同压力下饱和蒸气的过热度使这种液体蒸发，由于无需对盛有被蒸发液体的容器或管道的外壁进行加热，器壁温度不会高于液体，因而避免了被蒸发液体所含的溶质或固形物质易于在器壁上结垢的问题。由于采用的过热蒸气组份与被蒸发液体的液相部分相同，因此不会改变原液体的性质或产生其他的化学反应。
下面结合附图及实施侧对本发明进行详述：
图1是本发明在造纸黑液浓缩蒸发中使用的原理示意图。
图2是本发明增设闭路蒸气循环加热装置后的原理示意图；
在图1中可以看到，防止结垢法的主要设备是蒸发容器或者称之为蒸发罐2，使用的传热介质为过热蒸气。蒸发罐2内盛有需要蒸发浓缩的液体，例如造纸厂中的稀黑液，稀黑液由蒸发罐入口4通入，过热水蒸气从蒸发罐的下方入口6通入，过热水蒸气与黑液混合，放出热量，将黑液中的水分蒸发，变为饱和蒸气，从蒸发罐的上方出口7排出，浓黑液从蒸发罐下方排出口5排出。
在实际生产中，过热水蒸气可以采用电厂或自备电站的尾气，十分经济。也可采取将排出的饱和蒸气再加热后循环利用的方法，这样可以实现自给平衡。在生产过程中，假设采用的过热水蒸气的温度是400度，压力为P＝3.0个大气压，过热水蒸气含热量为782.4千卡/公斤，同压力饱和蒸气含热量为650.7千卡/公斤，气化热为517.3千卡/公斤，则每公斤过热水蒸气变为饱和蒸气释发出的热量可蒸发水分为(782.4-650.77)/517.3＝0.255公斤。也就是说，在上述条件充分热交换的情况下。每4公斤过热水蒸气大约可蒸发出1公斤水分，生成大约5公斤饱和蒸气。
图1中的过热蒸气发生装置1为电厂尾气或蒸气循环加热装置。为了保证排出蒸发罐的供气质量和避免黑液损失，在出口处加一个气水分离器3。
在图2所示的装置中，使用的过热蒸气是自身产出的蒸气经加热循环使用的，而无需电厂或自备电站提供尾气，即可实现自给平衡，故称为闭路蒸气循环加热。加热过热蒸气的外热源9采用燃煤导热油炉送来的高温油，或者是采用电加热，当然，也可采用其它的热源。
闭路蒸气循环加热装置中可增设文丘里管10及循环泵12，文丘里管的收缩管一端接循环泵，扩散管一端接蒸发罐，喉管一端接闭路蒸气循环管道8。利用文丘里管10产生的负压，加热蒸气可自动流向蒸发罐2，形成自动闭路循环。循环泵12将蒸发罐排出的浓黑液大部分排入下道工序，仅有一部分进入文丘里管以产生负压。
Claims (4)
1.一种在溶液或混合液浓缩过程中防止结垢的方法，其特征在于：在使一种液体蒸发浓缩时，将这种液体的过热蒸气不断直接与这种液体在蒸发容器中混合接触，过热蒸气释放出热量后促使这种液体不断从容器中蒸发出来。
2.根据权利要求1所述的防止结垢的方法，其特征在于：所述液体是一种溶液或含固形物的混合液，所述通入的过热蒸气是与其液相部分相同的液体过热蒸气，蒸发出的蒸气量是通入的蒸气与液体液相部分蒸发出来的蒸气之和。
3.根据权利要求2所述的防止结垢的方法，其特征在于：所述液体是造纸黑液，所述通入的过热蒸气是过热水蒸气。
4.根据权利要求3所述的防止结垢的方法，其特征在于：所述蒸发出来的部分液体蒸气经过一个闭路蒸气循环加热装置，使其恢复到原温度，并再次循环使用。
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