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沸点升高影响MVR蒸发器的机理

时间 2020-01-04

沸点升高MVR蒸发器设计和使用过程经常提及的概念,溶液的沸点升高是MVR蒸发器运行过程中对蒸发效率影响最为直接的技术参数之一,溶液沸点升高太高,会严重损失系统换热温差,增大换热面积的投入,影响压缩机的选型和增加蒸汽压缩机运行电耗。

我们都知道,溶液在一定的压力下沸腾的温度,是该溶液对应压力下的沸点。溶液的沸点随压力升降而升降。在一个大气压下,纯净水的沸点是100℃,在高原或山顶,气压较低,水低于100℃就开始沸腾。

对于溶解了溶质的水溶液,尤其是溶解了电解质的水溶液,其常压沸点会随着溶液浓度的增高而增高。例如常压饱和氯化钠水溶液的沸点是109℃,其比纯水的沸点多9℃,这9℃就是我们所说的沸点升高值。不同成分的电解质水溶液拥有不同的热力学特性,成分不同,沸点可能相差甚远,从而就有不同的沸点升高。

沸点升高对MVR蒸发器的影响机理是什么呢?

我们首先说明MVR蒸发器工作原理:蒸汽压缩机把沸腾汽化的水蒸气回收然后加压,加压后的水蒸气送加热器对蒸发器内侧的物料加热。

热源侧工况:在同样的蒸发压力和同样的MVR压缩机增压幅度条件下,压缩机出气口的蒸汽压力相同,蒸汽冷凝时的饱和温度也相同,即MVR蒸发系统的加热温度相同。

物料侧:在同样的蒸发压力下,不同的物料具有不同的沸点,且浓度越高沸点越高(电解质溶液)。

加热温差:加热温差=加热温度-物料沸点↑

从上式可见,在同样的压缩机工况下,MVR蒸发系统的加热温度不变,随着物料沸点的升高,所获得的有效加热温差会变小,蒸发系统的工作效率下降了。这就是沸点升高对MVR蒸发系统的影响原理。

因为不同的物料有不同的沸点升高特性,所以MVR蒸发系统在设计之初就必须知晓所处理对象的蒸发终点沸点升高数据。常见无机盐溶液有足够的文献资料或实践数据供设计参考,对于无法文献获知的物料沸点数据,在MVR蒸发系统设计之前需要进行小试实测,以获得准确的沸点升高数据。


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