板式蒸发器的工业应用概述

1、前言

　　板式蒸发器是近年发展起来的一种新型高效节能蒸发设备,和传统的管式蒸发器比较,具有以下几个特点:

　　(1) 传热效率高, K值一般为3500～5800kW/(m2·K) ,比管壳式蒸发器高2～4 倍,因而在同等条件下所需传热面积小;

　　(2) 结构紧凑,体积小,特别适用于老厂改造、技改等充分利用原有设备,克服空间局限的场合;

　　(3) 质量轻,传热板薄,耗用金属量少,每平方米加热面积约消耗金属10kg,仅为列管式加热器的1/3～1/4;

　　(4)加热物料在加热器中停留时间短,内部死角少,卫生条件好,适用于热敏性物料的加热;

　　(5) 操作灵活,设备余量大,可以根据需要增加或减少板片的数量以改变其加热面积,或改变工作条件,设备规格的幅度很大,每片换热片的尺寸,小的可到0.5m2 ,大的可达1.3m2,每台设备的换热面积可在1～1000m2之间;

　　(6) 可使用较低温度的热源,回收低温热源中的热量,冷热物料之间的传热温差可减少到4～5℃。

　　由于能源价格的上涨和环保的要求,工业上对节能设备的需求增长迅速,板式蒸发器的研究和应用近年来发展很快。无论是国内国外,作为一种新型节能蒸发设备,板式蒸发器已经广泛应用于冶金、食品、造纸、空调、化工及海水淡化等行业。本文通过查阅大量的国内外文献包含真空技术网站内文献,介绍了板式蒸发器近年来在各行业中的应用情况及相关进展。

2、板式蒸发器在冶金、采矿业中的应用

　　溶液的浓缩是冶金、采矿业中的一个重要工序,也是一个能耗较高的工序。蒸发器是一种传统的溶液浓缩设备,它一般分为自然循环、强制循环、升膜、降膜等4种形式,其中,板式降膜蒸发器是近年来发展起来的一种新型蒸发器,结构如图1所示。相对传统的管式蒸发器,它具有汽耗低、产能高等特点,是蒸发器未来发展的一个方向。

图1　板式降膜蒸发器结构示意

　　马达卡等介绍了某铝厂baier法((拜尔法))生产氧化铝中板式降膜蒸发器的应用,并就该新型蒸发器的节能效果进行了分析。结果表明,与国内氧化铝行业普遍使用的外加热自然循环蒸发器相比, 板式降膜蒸发器具有蒸水能力大、蒸汽消耗低、冷凝水质量好、回水比高等优点。很好地解决了baier法中母液浮游物高、碳碱浓度高、蒸发过程结疤难清理等关键问题。

　　张磊等将板式降膜蒸发器应用于联合法(以一水硬铝石为原料)生产氧化铝中,研究了板式降膜蒸发器的工艺流程(见图2)及特点、主要技术指标以及在铝行业的推广应用情况。同时,对存在的高温时使用寿命短的问题进行了分析讨论。结果表明: (1) 板式降膜蒸发器有效抑制了盐类物质在蒸发器内析出,使盐的析出过程在沉降槽内完成; (2)增大了蒸发动力,提高了蒸发效率; (3)由于板式降膜蒸发器的自清洗作用,传热系数有很大的提高,如表1所示。