
【化】 multi-effect evaporator; multiple effect evaporator
多效蒸發器(Multiple-Effect Evaporator)是一種通過串聯多個蒸發單元、利用前效蒸汽餘熱驅動後效運行的工業蒸發設備,旨在提升能量利用效率。其核心原理是逐級降低系統壓力,使前效産生的二次蒸汽可作為後效熱源,重複利用熱能,從而減少新鮮蒸汽消耗。
定義與組成
在漢英對照中,該設備可譯為“多效蒸發器(Duōxiào Zhēngfā Qì)/ Multiple-Effect Evaporator”。系統通常包含預熱器、蒸發室、冷凝器和真空泵,各效之間通過蒸汽管道與物料流道連接,形成階梯式熱能傳遞結構(來源:ASME工程手冊)。
工作原理
首效蒸發器通入外部熱源(如生蒸汽),物料受熱後産生二次蒸汽;此蒸汽隨後導入第二效作為加熱介質,依此類推。末效蒸汽進入冷凝器冷卻,系統通過真空泵維持各效壓力梯度。研究表明,每增加一效可降低約50%的單位能耗(來源:ScienceDirect熱力學研究)。
應用領域
該技術廣泛應用于:
(案例參考:美國化學工程師協會技術報告)
效能參數
熱經濟性計算公式為:
$$
eta = frac{Q_1 + Q_2 + cdots + Qn}{Q{initial}} times 100%
$$
式中$Q_n$代表第n效的有效熱量,典型三效系統效率可達90%以上(來源:Springer熱工計算手冊)。
多效蒸發器是一種通過串聯多個蒸發器,利用前一效産生的二次蒸汽作為後一效熱源的高效節能設備,廣泛應用于化工、制藥、食品及廢水處理等領域。以下是其核心要點:
蒸汽重複利用
多效蒸發器通過減壓設計,使後一效的操作壓力和溶液沸點低于前一效。前一效産生的二次蒸汽作為後一效的加熱源,依次傳遞直至末效,末效的二次蒸汽最終被冷凝排出。這種串聯方式可顯著減少新鮮蒸汽消耗,例如三效蒸發器的單位蒸汽耗量僅為單效的1/3左右。
組成結構
每效包含加熱室(提供熱源)和蒸發室(氣液分離)。溶液在蒸發室中因壓力降低而沸騰,産生的二次蒸汽進入下一效加熱室繼續利用。
順流法(并流)
逆流法
平流法(錯流)
指标 | 單效蒸發器 | 多效蒸發器 |
---|---|---|
蒸汽消耗 | 高(1.1~1.2噸/噸水) | 低(效數越多,消耗越低) |
設備成本 | 低 | 較高(效數增加時) |
適用場景 | 小規模、低濃度 | 大規模、高濃度或節能要求高 |
多效蒸發器通過分級利用蒸汽潛熱,實現能源高效利用,尤其適合大規模工業化生産。其核心優勢在于節能,但需根據物料特性(如粘度、熱敏性)和成本預算選擇效數與流程類型。如需進一步了解具體工藝流程或案例,可參考、2、5、9等來源。
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