开达蒸发器大讲堂第九期：三效外循环蒸发器的工艺设计计算详解
三效外循环蒸发器，是一种采用列管式循环外加热工作原理的提取浓缩设备，物理受热时间短、蒸发速度快、浓缩比重大，有效保持物料原效，节能效果显著，广泛适合于制药、化工、食品、轻工等的液体物料的蒸发浓缩工艺过程。
三效蒸发器的操作难度相对较高，需要操作人员具备一定的专业知识和经验。在操作过程中，需要严格控制操作参数，注意设备的运行状态，及时处理可能出现的问题。
湖北开达结晶作为蒸发器系统核心技术工艺的设计者、指引者和传播者，多年以来专注于蒸发器节能增效工艺技术和产品的研究、应用及推广。为了让更多同行技术人员能够精确掌握的三效外循环蒸发器工艺设计计算和科学的应用方法，开达结晶联合技术总工刘殿宇总工程师，推出公益知识讲座，希望促进行业共同进步。
下面结合刘殿宇总工程师的项目经验，仅以三效外循环蒸发器用于常见的中草药蒸发为例，带大家详细了解一下《三效外循环蒸发器的工艺设计计算》原理吧。
(1)主要技术参数
物料介质为皂苷水溶液,采用三效外循环蒸发器蒸发,生产能力为2000kq/h,进料质量分数为3%,经过浓缩后浓度为55%~60%,进料温度为20℃,采用间壁列管式冷凝器冷凝末效二次蒸汽,采用水环真空泵抽真空保持系统的真空度。冷却水进入温度为30℃,排出温度为42℃,皂苷的比热容按0.93kcal/(kq·℃)计算,使用蒸汽压力0.2MPa,不计在蒸发过程中比热的微小变化。采用并流加料法进料,末效出料。
蒸发器计算蒸发态参数见表5-3.
三效外循环蒸发器蒸发态参数见表5-3。
(2)结构特点
本蒸发器凡与物料接触部位均采用316L材质加工制造;加热管采用规格为φ38mmx1.5mmx1300mm卫生级无缝不锈钢管制造;加热室及分离器全部采用50mm厚的岩棉进行保温绝热处理;采用间壁列管式冷凝器冷凝末效二次蒸汽,采用水环真空泵抽真空保持系统的真空度。其流程如图5-3所示。
(3)物料衡算
假设一效蒸发量为680kg/h,二效为660kg/h,三效为660kg/h。
进料量:
(4)沸点升高计算
本计算不计由于假设蒸发量与热平衡后蒸发量的出入引起沸点升高的微小变化,不计由于浓度的升高比热的微小变化。
① 效沸点升高
因蒸汽压下降而引起的沸点升高按下式计算:
则沸点温度损失为3℃℃,沸点温度为83℃℃
② 二效沸点升高
因蒸汽压下降而引起的沸点升高按下式计算(B=8.25%):
③ 三效沸点升高
因蒸汽压下降而引起的沸点升高按下式计算:
(5)热量衡算(多次试算结果)
经过热量衡算实际蒸发量分配:-效686kg/h;二效674kg/h;三效640kg/h(由热平衡多次试算而得)。各效占总蒸发量质量百分数:-效34.3%;二效33.7%;三效32%。
沸点温度:一效83℃;二效65℃;三效51℃
用于第一效加热用的蒸汽量按下式计算:
不再试算。
(6)换热面积计算
一效换热面积:
(7)各效分离器结构尺寸确定
① 一效分离器尺寸的确定
效分离器直径按下式计算:
② 二效分离器尺寸确定
二效分离器直径按下式计算:
③ 三效分离器尺寸的确定
(8)冷凝器换热面积及换热管根数计算
进入冷凝器的末效二次蒸汽量的热量:
(9)冷却水耗量
好了，关于三效外循环蒸发器的工艺设计计算课程我们讲解到这里，各位同行可以试着应用一下，如有疑问欢迎联系我们交流探讨（刘工13971250228）。
下期课程，我们再见，敬请期待哦。
湖北开达结晶蒸发器