Çift Etkili Evaporatör
Çift Etkili Evaporatörün Çalışma Prensibi
Çift etkili buharlaştırıcı, bir aşamada üretilen buharı ("ilk etki") bir sonraki aşamayı ("ikinci etki") ısıtmak için yeniden kullanan, tek- etkili buharlaştırıcılara kıyasla enerji verimliliğini önemli ölçüde artıran çok-kademeli bir sistemdir.
Adım-Adım-Adım Döküm
- Proses sıvısı (örneğin atık su, tuzlu su veya meyve suyu) birinci etki buharlaştırıcısına girer.
- Sıvıyı ısıtmak için ısı eşanjörüne taze buhar (yüksek-sıcaklık, yüksek-basınç) verilir.
- Sıvı kaynadıkça su buharlaşır, birincil buhar oluşur ve geriye kısmen konsantre bir çözelti kalır.
- Birinci etkiden gelen birincil buhar, ikinci etki buharlaştırıcısına yönlendirilir.
- İkinci etki daha düşük bir basınçta (ve dolayısıyla daha düşük bir kaynama noktasında) çalışarak birincil buharın ikinci aşama için ısıtma kaynağı olarak görev yapmasına olanak tanır.
- Birinci etkiden elde edilen kısmen konsantre sıvı, ikinci etkiye beslenir.
- Birincil buhar, ikinci etkinin ısı eşanjöründe yoğunlaşarak sıvıdaki ilave suyu buharlaştırmak için gizli ısıyı aktarır.
- Bu, ikincil buhar üretir ve sıvıyı daha da yoğunlaştırır.
- İki etki arasındaki basınç farkı verimli ısı transferi sağlar:
① İlk etki daha yüksek basınç/sıcaklıkta çalışır.
② İkinci etki vakum veya daha düşük basınç altında çalışarak buharın yeniden kullanılmasını sağlar.
- Bu aşamalı tasarım, tek-etkili sistemlere kıyasla taze buhar tüketimini yaklaşık %50 azaltır.
- Çift etkili evaporatörler daha yüksek buhar ekonomisi sağlar (kullanılan buharın kg'ı başına buharlaşan kg su).
- Tipik buhar ekonomisi ~1,8–2,0'dır, yani 1 kg taze buhar ~2 kg suyu buharlaştırır.
- Elektrik enerjisi öncelikle pompalar ve vakum sistemleri için kullanılır.
- Her iki etkiden elde edilen yoğunlaştırılmış buhar, damıtık (saf su) olarak toplanır.
- Nihai konsantre sıvı ikinci etkiden boşaltılır.
- Basınç değişimlerini korumak için-yoğunlaşamayan gazlar vakum sistemleri aracılığıyla uzaklaştırılır.
Tipik Çift-Etkili Buharlaşma: Çin'deki Na2SO4 atıksu Arıtma Projesi
Çift-Etkili Buharlaşmanın Temel Avantajları
Etkiler arasında buharın yeniden kullanılmasıyla enerji maliyetleri azaltıldı.
Sonraki etkilerde daha düşük kaynama noktaları nedeniyle ısıya-duyarlı malzemeler için uygundur.
Ölçeklenebilir tasarım (daha yüksek verimlilik için üçe-etkiye veya daha fazlasına kadar genişletilebilir).
Çift-etkili evaporatör tasarımına ilişkin temel hususlar
(A) Termodinamik verimlilik ve sistem tasarımı
1. Etkiler arasındaki basınç gradyan tasarımı
● Birinci etkide yüksek basınç, ikinci etkide düşük basınç: Vakum sistemi, birinci etkiden gelen ikincil buharın ısı kaynağı olarak ikinci etkiye etkili bir şekilde aktarılabilmesini sağlamak amacıyla ikinci etkinin düşük basınçlı ortamını korumak için kullanılır.
● BPE telafisi: İkinci etkide yetersiz buharlaşma sıcaklığının önlenmesi için yüksek-tuzluluk veya yüksek-viskoziteli çözeltilerin BPE'si hesaplamaya dahil edilmelidir.
2. Buhar Ekonomisi
● Hedef buhar ekonomisi 1,8–2,0'dır (yani. 1 kg taze buhar, 1,8–2,0 kg suyu buharlaştırır) ve etkiler arasındaki ısı transfer sıcaklığı farkının ve ısı transfer alanının optimize edilmesi gerekir.
● İkincil buhar yoğuşma ısı geri kazanımı: Yoğuşan suyun atık ısısı, ham sıvının ön ısıtılması için kullanılır.
3. Isı transfer alanı ve sıcaklık farkı dağılımı
● Birinci etkinin ısı transfer alanının taze buharın yüksek sıcaklık özelliklerine uyması, ikinci etkinin ise düşük basınç ve düşük sıcaklık koşullarına uyum sağlaması gerekir.
● Etkiler arasındaki sıcaklık farkının çok küçük (ısı transfer verimliliğinin azalmasına neden olur) veya çok büyük (ölçeklenme riskine neden olur) olmasını önleyin.
(B) Malzeme seçimi ve-ölçeklenme önleyici tasarım
1. Malzeme korozyon direnci
● İlk etki: Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç ortamları için SS316L veya dubleks paslanmaz çelik tercih edilir.
● İkinci etki: Klorür iyonu çözeltilerinin (deniz suyunun tuzdan arındırılması gibi) arıtılması durumunda, titanyum veya nikel- bazlı alaşımlar (Hastelloy gibi) gereklidir.
2.-ölçeklenmeyi önleme ve temizleme stratejileri
● Kireç birikimini azaltmak için borunun iç duvarlarını düzgün tasarlayın.
● Inter-etkili ısı eşanjörlerindeki kireç birikintilerini düzenli olarak gidermek için CIP çevrimiçi temizleme sistemini (asit/alkali yıkama döngüsü gibi) entegre edin.
● Kireçlenmeye yatkın malzemeler için, kireçlenmeyi önleyici maddeler- eklenebilir veya akışkanlığı artırmak için cebri sirkülasyon pompaları kullanılabilir.
(C) Enerji optimizasyonu ve ısı geri kazanımı
1. Ön ısıtma sistemi
● Ham sıvı birinci etkiye girmeden önce, taze buhar tüketimini azaltmak için yoğunlaştırılmış su veya ikinci etki ikincil buharından gelen atık ısı kullanılarak bir ön ısıtıcı aracılığıyla ön ısıtılır.
2. Yoğuşma suyunun geri kazanılması
● Birinci ve ikinci etkilerden elde edilen yoğuşmuş su (yüksek saflık), kazan suyu takviyesi veya prosesin yeniden kullanımı için geri kazanılabilir.
3. Vakum sistemi optimizasyonu
● Efektler arasındaki sıcaklık farkının etkili bir şekilde kullanılmasını sağlamak amacıyla ikinci etki basıncını 0,1–0,3 bar'a (mutlak basınç) düşürmek için yüksek-verimli buhar jeti pompaları veya sıvı halkalı vakum pompaları kullanın.
(D) Kontrol sistemi ve güvenlik tasarımı
1. Otomasyon kontrolü
● PLC/DCS sistemi Gerçek-zamanlı izleme:
① Birinci ve ikinci etkilerin sıvı seviyesi, sıcaklığı ve basıncı.
② Malzeme taşıma pompalarının efektler arasındaki akış dengesi.
● Basınç dengesi kontrolü: Vakum pompasının gücünü ve efektler arasında valfin açılmasını ayarlayarak efektler arasında sabit bir basınç değişimini koruyun.
2. Güvenlik koruması
● Anti-kuru yanma koruması: Etkideki sıvı seviyesi çok düşük olduğunda ısıtma buharını otomatik olarak kapatır.
● Vakum sistemi arıza alarmı: İkinci etki basıncındaki anormal artışın buharlaşma durgunluğuna neden olmasını önleyin.
● Aşırı basınç tahliye vanası: İlk etkide aşırı-limit buhar basıncı riskiyle başa çıkmak için.
Çift-Etkili Buharlaşma Maliyeti ve diğer faktörlerin karşılaştırması
|
S/N |
Çift-Etkili Evaporatör |
MVR Evaporatör |
Tek-Etkili Evaporatör |
TVR Evaporatör |
||
|
İlk yatırım maliyeti |
Orta |
Yüksek |
Düşük |
Orta |
||
|
İşletme Maliyeti |
Orta-Düşük (Steam fiyatına bağlıdır) |
Düşük (elektrik fiyatına bağlıdır) |
Yüksek (yüksek buhar tüketimi) |
Orta (buhar + küçük elektrik) |
||
|
Enerji verimliliği |
Orta (termal enerji kademesi kullanımı) |
|
Düşük |
Orta (ejektör verimliliğine bağlıdır) |
||
|
Bakım gereksinimleri |
Düşük (pompalar, vakum sistemi) |
Yüksek (kompresör, contalar) |
Düşük (pompalar, ısıtıcılar) |
Orta (ejektör, valfler) |
||
|
Tipik Uygulamalar |
Steam-zengin bölgeler, sürekli orta-ölçekli üretim |
Düşük elektrik maliyeti, yüksek-konsantrasyon/yüksek-BPE çözümleri |
Küçük-ölçekli/toplu işlemler |
Orta düzeyde enerji tasarrufuyla buhar kullanılabilirliği |
Yiyecek ve içecek endüstrisi: meyve suyu konsantrasyonu, süt işleme (yoğunlaştırılmış süt gibi), şurup üretimi.
Kimya endüstrisi: tuz kristalizasyonu (sodyum klorür, sodyum sülfat gibi), solvent geri kazanımı (etanol, metanol).
İlaç endüstrisi: Çin tıbbı özlerinin konsantrasyonu, fermantasyon et suyundaki aktif bileşenlerin saflaştırılması.
Atık su arıtma: endüstriyel atık suyun azaltılması, yüksek-tuzlu atık suyun ön-konsantrasyonu (sıfır sıvı deşarj sistemi için).
Deniz suyunun tuzdan arındırılması: Ters ozmoz sisteminin yükünü azaltmak için deniz suyunun veya acı suyun ön arıtımı.
Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi: siyah likör konsantrasyonu ve kimyasalların (linyin, kostik soda gibi) geri kazanılması.
Çevre koruma alanı: Tehlikeli atıkların (radyoaktif sıvı, yağ çamuru) hacminin azaltılması işlemi.
Enerji endüstrisi: soğutma kulesi atık suyunun konsantrasyonu ve yeniden kullanımı.
Metal işleme: elektrokaplama atık suyundan (nikel ve çinko gibi) metal iyonlarının geri kazanılması.
Tarım: sıvı gübre konsantrasyonu veya pestisit çözeltisinin geri kazanımı.
ENCO Çift-Etkili Buharlaşma sistemi referansları
Soğan suyu
Çift-Etkili Buharlaşma Kristalleştirici Cep Telefonu Ekranı Taşlama Sıvısı Atık Suyu İşler
Guangdong Zhonghe Çift Etki
Çin'deki-önde gelen çift etkili evaporatör üreticilerinden ve tedarikçilerinden biri olarak tanınıyoruz. Lütfen fabrikamızdan özel yapım çift etkili evaporatör satın aldığınızdan emin olun. Daha fazla ayrıntı için bizimle iletişime geçin.