二次蒸發(fā)箱簡介

二次蒸發(fā)箱的作用是將室內(nèi)各用汽設(shè)備排出的凝水，在較低的壓力下分離出一部分二次蒸汽，并將低壓的二次蒸汽輸送到熱用戶利用，二次蒸發(fā)箱構(gòu)造簡單，如圖1所示。高壓含汽凝水沿切線方向的管道進(jìn)入箱內(nèi)，由于進(jìn)口閥的節(jié)流作用，壓力下降，凝水分離出一部分二次蒸汽。水的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動更易使汽水分離，水向下流動，沿凝水管送回凝水箱。

高壓蒸汽和凝水的溫度高，在供汽和凝水干管上，往往需要設(shè)置固定支架和補(bǔ)償器，以補(bǔ)償管道的熱伸長。凝水通過疏水器的排水孔和沿疏水器后面的凝水管路流動時，由于壓力降低，相應(yīng)的飽和溫度降低，凝水會部分重新汽化，生成二次蒸汽。同時，疏水器因動作滯后或阻汽不嚴(yán)也必然會有部分漏氣現(xiàn)象。因此，疏水器后的管道流動狀態(tài)屬兩相流(蒸汽與凝水)。靠疏水器后的余壓輸送凝水的方式，通常稱為余壓回水。余壓回水設(shè)備簡單，是目前國內(nèi)應(yīng)用最為普遍的一種凝水回收方式。但不同余壓下的汽水兩相流合流時會相互干擾，影響低壓凝水的排除，同時嚴(yán)重時甚至能破壞管件及設(shè)備。為使兩股壓力不同的凝水順利合流，可采用將壓力高的凝水管做成噴嘴或多孔管等形式，頂流插入壓力低的凝水管中。此外，由于汽水混合物的比容很大，因而輸送相同質(zhì)量的流量凝水時，它所需的管徑要比輸送純凝水(如采用機(jī)械回水方式)的大很多。

當(dāng)工業(yè)廠房的蒸汽供熱系統(tǒng)使用較高壓力時，凝水管道內(nèi)生成的二次蒸汽量就會增多。如有條件利用二次蒸汽，則可將使用壓力較高的室內(nèi)各熱用戶的高溫凝水先引入專門設(shè)置的二次蒸發(fā)箱(器)，通過二次蒸發(fā)箱分離出二次蒸汽，再就地利用。分離后留下的純凝水靠壓差作用送回凝水箱。

如圖2所示(1-暖風(fēng)機(jī)；2-泄水閥；3-疏水裝置；4-止回閥；5-二次蒸發(fā)箱；6-安全閥；7-蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥；8-排氣閥裝疏水器和止回閥)是廠房車間內(nèi)設(shè)置二次蒸發(fā)箱的室內(nèi)蒸汽供熱系統(tǒng)示意圖。二次蒸發(fā)箱的設(shè)置高度一般為3m左右。室內(nèi)各熱用戶的凝水，通過疏水器后進(jìn)入二次蒸發(fā)箱。二次蒸發(fā)箱的設(shè)計蒸汽表壓力一般為2040kPa。運(yùn)行時，當(dāng)二次蒸汽用量大于二次汽化量時，箱內(nèi)蒸汽壓力降低，通過蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥7補(bǔ)汽，以維持箱內(nèi)蒸汽壓力和保證二次蒸汽熱用戶的需要。當(dāng)二次汽化量大于二次蒸汽熱用戶需要量時，箱內(nèi)蒸汽壓力增高，當(dāng)超壓時，通過箱上安裝的安全閥6排氣降壓。

同余壓回水方式相比，這種回水方式設(shè)備增多，但在有條件就地利用二次蒸汽時，它可避免室外余壓回水系統(tǒng)汽、水兩相流動易產(chǎn)生水擊，高低壓凝水合流相互干擾，外網(wǎng)管徑較粗等缺點(diǎn)。 2100433B

由于早期的蒸發(fā)技術(shù)能耗很大，為了節(jié)約能源，也是為了最大限度的減小向環(huán)境排放帶有物料的二次蒸汽而污染環(huán)境，隨著化工技術(shù)的發(fā)展以及節(jié)能技術(shù)的要求，人們又開發(fā)了多效蒸發(fā)裝置。由前文分析可知，直接蒸發(fā)能耗巨大是由于沒有利用從物料蒸發(fā)出的二次蒸汽的能量。而多效蒸發(fā)充分的利用了該余熱，節(jié)約了能源。第一效蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽并未直接冷凝排放，而是作為下一效的加熱熱源，以此類推。最后一效產(chǎn)生的二次蒸汽由于其溫度和壓力較低沒有多大的利用價值直接冷凝排放。

由于多效蒸發(fā)的常用性，很多學(xué)者對此進(jìn)行研究。李珊對三效并流蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行熱力學(xué)優(yōu)化，提出將第一效的部分二次蒸汽作為第三效的加熱蒸汽，以保證蒸汽平衡。梁虎對多效并流蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，用來濃縮NaOH溶液，在利用二次蒸汽的同時，考慮向各效補(bǔ)充適量的生蒸汽，這樣有點(diǎn)類似于蒸汽平流，但優(yōu)化結(jié)果表明，在最優(yōu)條件下，前一效的二次蒸汽剛好是下一效的二次蒸汽量，而無需補(bǔ)充生蒸汽。周大軍對三效并流加熱泵蒸發(fā)的多效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，包括開環(huán)熱泵流程和閉環(huán)熱泵流程。阮奇等人對并流多效蒸發(fā)進(jìn)行了深入的研究，研究結(jié)果表明，加入冷凝水閃蒸這一節(jié)能措施可以充分利用冷凝水的汽化潛熱。HassamT.El-Dessouky等人采用平流多效蒸發(fā)來進(jìn)行海水淡化處理，提出采用冷凝水閃蒸的節(jié)能措施，并應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，通過對兩種流程(單純平流和平流與錯流相結(jié)合)的比較，得出性能最好的是平流與錯流相結(jié)合的流程的結(jié)論。Yousef、RichardS.J、HishamM等分別對各種海水淡化技術(shù)進(jìn)行了評估，文章表明了海水淡化領(lǐng)域多效蒸發(fā)占的分額很少，主要以多級閃蒸(MSF)和反滲透(RO)技術(shù)占了絕大部分，但是在制糖、黑液處理等領(lǐng)域仍然以多效蒸發(fā)為主。

蒸發(fā)是指物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的相變過程。

蒸發(fā)和沸騰都是汽化現(xiàn)象，是汽化的兩種不同方式。蒸發(fā)是在液體表面發(fā)生的汽化過程，沸騰是在液體內(nèi)部和表面上同時發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象。溶液的蒸發(fā)(evaporation)通常是指通過加熱使溶液中一部分溶劑汽化，以提高溶液中非揮發(fā)性組分的濃度(濃縮)或使溶質(zhì)從溶液中析出結(jié)晶的過程。通常，溫度越高、液面暴露面積越大，蒸發(fā)速率越快；溶液表面的壓強(qiáng)越低，蒸發(fā)速率越快。