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刮板蒸发器在已内酰胺生产中的运行参数分析
发布时间:2018-05-23    点击次数:659次   

在实际的生产和运行中,刮板蒸发器运行的主要影响因素通常分为进料量、进料温度、传热温差、真空度、刮板转速等,除此之外还包括一些间接因素,例如加工精度、设备安装垂直度等,以内酰胺属于热敏性物料,在过滤的时候普通的过滤器无法适应它的特殊材质,而刮板蒸发器通过刮板的转动可以形成均匀的液膜。

参数分析之进料量:

在蒸发进行过程中蒸发器内流体的流速在内筒高度方向上不断减小,使内筒壁的润湿比不断减小;而对于一定面积的刮板薄膜蒸发器,为了保证在蒸发器的底部刮板区域内形成液体薄膜,必须保证进料量不小于润湿比对应的进料量,如果进料量低于一定值,在蒸发器的内表面会出现物流结焦结疤,从而加大刮板的磨损,增大动力消耗;己内酰胺属于热敏性物料,则产品质量也会受到不同程度的影响。当进料量过大时,流体在蒸发器表面不能维持薄膜流,刮板下部或者整个刮板都被液体浸泡,即料量大于蒸发器的润湿比(液泛率),使得蒸发器传热效率和蒸发效率下降,蒸发速率减小到和降膜蒸发器同样的水平。

在优化刮板薄膜蒸发器的进料量时,在引起上部液泛的润湿比和引起下部结焦结疤的润湿比的两个之间进行选择操作,将刮板薄膜蒸发器的进料量确定为29~3kg/h42。

参数分析之进料温度:

在确定进料温度时考虑:如果温度过高会导致内部液体的飞溅,被蒸出的己内酰胺气相夹带大量水分,不仅不易控制,而且冷凝后的己内酰胺达不到要求的产品纯度;如果温度过低,则要利用一部分蒸发面积来提高溶液的温度,不能有效地利用蒸发面积。确定己内酰胺溶液的进料温度为132℃,接近刮板簿膜蒸发器的内部液相温度,避免了上述两种情况的发生。

参数分析之传热温差:

蒸汽温度控制在185℃左右,此时蒸汽侧的平均传热膜系数达到峰值,刮板薄膜蒸发器的对数传热温差为52℃。虽然适当提高蒸汽的温度能够提高传热温差,但是传热系数在一定程度上会下降;如果传热温差偏小,则在传热过程中所得到的热量不够,使蒸发器不能很好地运行。

参数分析之真空度及刮板转速:

在处理己内酰胺时,蒸发器内的真空度较高,以保证物料在蒸发表面时不会因温度过高而发生变质。刮板薄膜蒸发器刮板转速调至225r/min,电机功率为22kW,如果增大转速,传热速率虽然增加了,但也增大了动力消耗。因此在调整刮板转速时,不仅要考虑转子转速要能使蒸发器内筒均匀成膜,还要考虑其动力消耗。

参数分析之其它因素的影响:

在刮板薄膜蒸发器的加工制造过程中,生产偏差在一定程度上是不可避免的,例如在蒸发器内筒的卷制过程中内筒圆度的加工精度和圆度偏差分布的影响,这些因素对于内筒成膜来说是一个不小的偏差;因此在实际的加工过程中控制刮板末端与筒壁间距离在2mm左右。除此之外,蒸发器内筒与刮板回转体的同轴度、刮板轴的精度以及各个部件在装配过程中产生的必然偏差,对于刮板薄膜蒸发器的传热、传质都有一定的影响,在此只做定性的分析,在实际的生产加工过程中,还需要具体问题具体分析。

刮板蒸发器不仅可以利用蒸发方法去除热敏产品中的无用物质,还可以采用低温蒸发的方法提取有用物质,这是因为蒸发筒内能够维持较高的真空度,被处理物料的沸点降低了,并且运行工况比较稳定。


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