雙效列管式蒸發(fā)器的設計與調試

雙效列管式蒸發(fā)器的設計與調試

明膠生產過程分為前處理和后處理。前處理是化學反應過程,是明膠質量的關鍵;后處理是物理變化過程,是明膠質量的保障階段。在后處理工序,蒸發(fā)器又是整個過程的關鍵設備。多年來,蒸發(fā)器一直困擾著明膠行業(yè)的發(fā)展。前些年,國內大型明膠廠蒸發(fā)器均依賴進口,現在則略有改觀。進口蒸發(fā)器價格昂貴、維護費用高,小型明膠廠無力承受,不敢問津,只能利用簡陋的蒸發(fā)器維持生產,限制了企業(yè)的迅速崛起。為擺脫尷尬的局面,我公司決定走自主研發(fā)的道路。2006年底開始組織雙效列管式蒸發(fā)器設計制作,2007年3月底制作完成,4月份進入調試。經過7個月的生產運行,通過了各項技術測試,各項指標均達到或超過國內外同類產品技術水平。雙效蒸發(fā)器有以下特點:蒸發(fā)溫度低、能耗低、蒸發(fā)時間短、蒸發(fā)濃度高、配套設備少、易操作等。其中,蒸發(fā)溫度低、蒸發(fā)速度快的特點特別適用于具熱敏性的明膠的生產。1雙效檢測器的生產1.1崔式探測器的選擇根據工藝要求和制作條件,選定列管式升膜蒸發(fā)器。1.2單選擇因食品衛(wèi)生要求,選用不銹鋼304材質。1.3發(fā)濃度:20%年產400t商品明膠的蒸發(fā)器:稀膠濃度為5%;蒸發(fā)濃度為24%。蒸發(fā)量計算:蒸發(fā)量=[400t/a×(1-12%)÷5%-400t/a×(1-12%)÷25%]÷330d/a÷20h/d1.4蒸汽進汽壓力及濃膠濃度蒸發(fā)量:0.85t水/h黏度:5.5cp比重:1.006一效蒸汽溫度:100～105℃一效冷凝水溫度:92℃;一效蒸發(fā)溫度:75℃;蒸汽進汽壓力:0.1～0.12MPa;一效蒸汽溫度:75℃二效冷凝水溫度:70℃二效蒸發(fā)溫度:55℃稀膠濃度:5%;濃膠濃度:25%;汽在殼程;膠經管程。其他參數見《換熱器設計手冊》、《化工原理》、《化工工藝設計手冊》。在計算機內安裝軟件“升膜蒸發(fā)器工藝設計”,把參數填入上表,計算機將自動運算,取出計算結果,繪制加工圖紙,圖紙技術要求查《換熱器設計手冊》。1.5管板、管板、管板、管板、管板的焊接列管選用Φ32、長3m的不銹鋼管,排列采用60°正三角形,管兩端同管板焊接,焊接前管板孔倒45°×2的倒角。蒸發(fā)器通過7個月的試運行,驗證了雙效列管式蒸發(fā)器達到預期設計要求,性能優(yōu)越,便于操作和維護保養(yǎng)。2雙效升膜式列管蒸發(fā)器蒸發(fā)過程實質上就是水的汽化過程和汽液分離過程。稀膠液中的水分在吸收蒸汽的熱能后汽化,汽化的蒸汽同明膠溶液混合進入分離器,在分離器內膠液同蒸汽分離,蒸汽被帶走。因此,膠液濃度上升,實現了濃縮。蒸發(fā)器種類較多。我公司設計制作的是雙效升膜式列管蒸發(fā)器,主要由預熱器、一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、滅菌器、冷凝器組成。配套設備有物料泵、濃膠泵、冷凝水泵、真空泵及配套控制電器等。詳見附圖。稀膠液經泵送入預熱器預熱至沸騰溫度。被預熱的稀膠液由一效加熱器底部引入管內,在一效加熱器內沸騰,高速上升的二次蒸汽帶動稀膠液沿管壁成膜狀流動,升至加熱器頂部,流入分離器。膠液在上升過程中,邊流動邊蒸發(fā),進入分離器后,膠液同蒸汽分離,二次蒸汽被帶入二效加熱器作為能源再利用。一效分離器的膠液再由二效加熱器底部進入管內,在二效加熱器內沸騰,上升的二次蒸汽帶動膠液沿壁面成膜狀流動,直至加熱器頂部,并流入二效分離器。進入分離器后,膠液同蒸汽分離,二次蒸汽被真空吸入冷凝器冷凝,濃膠液用泵送入滅菌器滅菌,經滅菌的濃膠液流入下一工序。2.1雙效檢測器的操作參數2.2關于質量分析2.3蒸發(fā)器的組成通過圖表顯示分析,自制蒸發(fā)器運行時有以下特點:蒸發(fā)溫度低、明膠質量穩(wěn)定、能耗低。除此之外,還有蒸發(fā)時間短、蒸發(fā)濃度高、不易糊膠、配套設備少、易操作等。其中,蒸發(fā)溫度低、蒸發(fā)速度快,特別適用于熱敏性明膠的生產要求。因為,低溫快速蒸發(fā)減少了明膠大分子的水解破壞,保持了明膠大分子的原有特性,因此明膠質量高。蒸發(fā)器由兩部分組成,即蒸發(fā)器和滅菌器。蒸發(fā)器是實現從稀膠液到濃膠液的濃縮;滅菌器則使明膠產品符合衛(wèi)生要求。蒸發(fā)器的工作原理:蒸發(fā)器是一種熱能交換設備,熱能的傳熱方式總共有三種形式,即熱傳導、熱對流、熱輻射。這三種方式在蒸發(fā)器中同時存在。蒸發(fā)器的傳熱過程:蒸汽通過對流傳熱方式,把熱能傳遞給列管外側,管外側溫度升高,列管內、外形成溫度差,外側高溫的熱能向內側低溫方向傳遞,形成熱傳導,內側溫度隨之上升;高溫的內壁先以熱傳導的方式向膠液傳遞熱能,膠液被加熱后,由于液體溫差,液體發(fā)生上下運動,轉而又形成對流傳熱,從而實現了傳熱過程。此蒸發(fā)器的設計制作各項技術指標已達到同類產品技術水平,符合明膠技術要求,適用于明膠生產。本蒸發(fā)器有易加工、加工費用低、維護費用低等優(yōu)點。通過雙效蒸發(fā)器的制作與應用,公司積累了大量的參考數據,希望能得到同