蒸发浓缩是工业生产过程中的常见工艺,指将含不挥发性溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽,从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作,所用的设备被称为蒸发器。
多效蒸发器由多级蒸发设备串联组成,可实现将前效产生的蒸汽(亦称为二次蒸汽)作为下一效加热蒸汽的串联蒸发操作,具有设备体积小、蒸发效率高和节能降耗等多项优势。
多效蒸发器在许多行业都有大量应用,其中包括:石油化工,生物制药,食品,海水淡化,废水处理,金属冶炼等。
图1 多效蒸发器分布图
多效蒸发器的工艺介绍
多效蒸发器由多级蒸发设备串联组成,每级蒸发设备由蒸发器和分离器组成,根据工艺需要,可以有二效、三效以至多效蒸发器。多效蒸发时,先向一效蒸发器加入加热蒸汽(称为一次蒸汽),使溶液蒸发浓缩,再将从一效分离出来的蒸汽(称为二次蒸汽)用作二效的加热蒸汽,二效则相当于一效产生的二次蒸汽的冷凝器,从二效产生的二次蒸汽又作为三效的加热蒸汽,如此类推,串联多级蒸发器,就组成了多效蒸发。
为了达到更好的汽液分离效果,一般多效蒸发器都抽负压,各效蒸发器的压力和温度是逐级降低的,而蒸发后的溶液浓度则是逐级提高的。
图2 多效蒸发器的工艺及技术要求图
由此可见,在多效蒸发中保持各级蒸发器和分离器合适的压力和液位非常重要。压力如果过高,也就是负压不够时,会造成汽液分离不彻底,达不到预设的浓度要求;液位如果过高,会造成分离器的液体回流进蒸发器中,不能达到稳定连续的生产控制效果。所以,VEGA的压力和液位仪表在这个过程中起到了至关重要的作用。
VEGA仪表在多效蒸发器中的应用
VEGABAR 38压力变送器
如图3所示,在多效蒸发工艺中使用了VEGABAR 38压力变送器测量管道和容器压力。
图3 VEGA压力变送器被用于测量管道和容器压力
图3 VEGA压力变送器被用于测量管道和容器压力
VEGABAR 38是一款带有陶瓷测量元件的通用型压力变送器,可用于测量温度最高达130℃的气体、蒸汽和液体。该仪表的测量膜片是久经考验的CERTEC?陶瓷元件,不仅有良好的长期稳定性还有较高的抗过载能力。此外,CERTEC?是一款无油的干性测量元件,因此对介质不会有污染的风险。该仪表还可选择齐平安装,保证了蒸汽灭菌过程中的无死角,符合食品及制药行业的无菌化要求。另外,VEGABAR 38还有彩色灯环设计,确保从各个方向或远处都能对仪表的运行状态一目了然,进而提高了生产的安全性。
VEGAFLEX 81导波雷达液位计
如图4所示,在分离器中不但用到了VEGABAR 38压力变送器来测量容器的压力,还用到了VEGAFLEX 81导波雷达液位计测量容器中的液位。
图4 VEGA压力&导波雷达仪表被用于测量分离器的压力和液位
图4 VEGA压力&导波雷达仪表被用于测量分离器的压力和液位
分离器的工况比较复杂,其中液面波动较大,上部还有水蒸汽、泡沫等因素的影响。VEGAFLEX 81信号具有很强的穿透力,可以有效克服蒸汽、泡沫以及天线上结露、粘附等因素的干扰,而且它拥有更高的灵敏度,在液面波动导致信号衰减的情况下仍可以得到准确稳定的液位信号,从而为分离器的稳定运行提供良好的数据支撑,以下是VEGAFLEX 81的回波曲线图。
图5 VEGAFLEX 81回波曲线图
多效蒸发器是工业设备中一种常见的装置,运行过程中对压力、液位测量的精度及稳定性要求很高,但同时工况复杂,对测量仪表提出了很高的挑战。VEGA诸多创新型压力和液位测量仪表,可以提供可靠的测量值,从而帮助用户提高效率,实现稳定的过程控制。