直接接觸冷凝器原理

氣體和液體在冷凝器內(nèi)部直接混合與接觸。得以盡可能地接近于傳熱和傳質(zhì)的平衡。冷卻液可用噴淋塔、噴射器或氣液接觸塔噴入氣體。常通過表面熱交換器循環(huán)冷卻液，使冷暖器散熱，以去除從氣體傳遞的顯熱。如果冷凝裝置不要求溫度接近于水的冰點(diǎn)，則循環(huán)冷卻液可用水。當(dāng)用不同的冷卻液時(shí)，從冷卻液中分離凝結(jié)材料的方法也必須同時(shí)予以考慮。

在這類冷凝器中，冷熱兩流體是以直接混和的方式進(jìn)行熱量交換的。這對(duì)于工藝上允許兩種流體可以混合的情況下，是較為方便有效的，所用設(shè)備也比較簡(jiǎn)單，安裝，操作均很方便，常用于氣體的冷卻或含大量水蒸汽的高濕度廢氣的冷凝。在直接冷凝操作中，多以冷水為冷卻劑，凝結(jié)的液體或溶解在水中，或形成與水不相溶的液體 。

在直接接觸冷凝器中，混合氣的顯熱借傳導(dǎo)和對(duì)流傳熱；而混合氣中蒸氣的冷凝潛熱的傳遞是和傳質(zhì)同時(shí)進(jìn)行的，借擴(kuò)散和對(duì)流傳遞熱量。由于接觸冷凝器是借被冷凝物料與冷卻劑直接接觸，以達(dá)僻低溫度進(jìn)行冷凝的，所以直接接觸冷凝器的關(guān)鍵，是盡力能增加兩相(混合氣和冷卻水)之間的接觸面積 。

通過被冷卻氣體與冷卻液或冷凍液直接接觸實(shí)現(xiàn)冷凝的冷凝器。

接觸冷凝器是冷凝器的兩大基本類型之一。在接觸冷凝器里，冷卻介質(zhì)（通常為水）與廢氣直接接觸換熱，廢氣中的蒸氣態(tài)污染物冷凝，冷凝液與冷卻介質(zhì)以廢液的形式排出冷凝器。

優(yōu)點(diǎn)是有利于傳熱和解決防腐問題。設(shè)備主要類型有噴淋式、噴射式、填料式和塔板式。冷凝器排出的廢液一般不易回收，易造成二次污染，但油類物質(zhì)可以按密度不同加以分離回收 。

直接接觸式換熱是指對(duì)某些傳熱過程,例如氣體的冷卻或水蒸氣的冷凝等，可使熱、冷流體直接混合進(jìn)行熱交換。這種換熱方式的優(yōu)點(diǎn)是傳熱效果好，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。這種換熱方式所采用的設(shè)備稱為混合式換熱器。顯然，僅對(duì)于工藝上允許兩流體互相混合的情況,才能采用這種換熱方式。直接接觸換熱的機(jī)理比較復(fù)雜，它在進(jìn)行傳熱的同時(shí)往往伴有傳質(zhì)過程。

被冷凝的蒸汽與冷卻水在器內(nèi)逆流流動(dòng)，上升蒸汽與自上部噴淋下來的冷卻水相接觸而冷凝，冷凝液與冷卻水沿氣壓管向下流動(dòng)。由于冷凝器通常與真空蒸發(fā)器相連，器內(nèi)壓力為10~20 kPa,因此氣壓管必須有足夠的高度，一般為10~ 11m。

直接接觸傳熱是指兩股或多股流體在無固體間壁情況下的熱能傳遞過程，通常情況下還伴隨有傳質(zhì)過程。由于冷熱流體間可直接進(jìn)行物理接觸，因此該換熱方式與間壁式換熱相比，優(yōu)點(diǎn)在于傳熱面積大、傳熱速率更高、傳熱效果好，且傳熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，維修方便，間壁式換熱設(shè)備中出現(xiàn)的熱膨脹、結(jié)垢及腐蝕問題可大大減少。直接接觸傳熱的方式多種多樣,一般根據(jù)分散相有無相變分成兩大類:不發(fā)生相變時(shí)的直接接觸傳熱和發(fā)生相變時(shí)的直接接觸傳熱。還詳細(xì)介紹了直接接觸傳熱過程、傳熱理論以及其在工業(yè)中的應(yīng)用 。2100433B

全冷凝器total condcnscr是相對(duì)于部分冷凝器而言，即蒸汽在出口前，全部冷凝為飽和液體。

對(duì)于膜式冷凝器(如降膜式)，液膜的溫度將略低于飽和溫度，過冷度約為} 1,。一Tw) I3到(T，一Z w)I2} l}、為飽和溫度，}}w為壁面溫度.，

與前一種情況不同的是,分散相液滴從連續(xù)相中吸收熱量之后,會(huì)不斷地發(fā)生汽化,因此隨著汽化量的增多,分散相液滴的直徑變化很大 。

有相變時(shí)的直接接觸傳熱是直接接觸傳熱研究的主要內(nèi)容,主要包括兩個(gè)方面:一是單個(gè)分散相液滴在連續(xù)相中發(fā)生相變時(shí)的直接接觸傳熱;二是分散相液滴群在連續(xù)相中發(fā)生相變時(shí)的直接接觸傳熱。