降低硫化碱蒸发煤耗的探讨与实践

介绍了降低硫化碱蒸发煤耗的一些技术措施,在20000t·a~(-1)硫化钠生产线的蒸发工序中使用导热油炉,板式蒸发器,DCS集散控制系统,310S不锈钢防腐材料,并采取提高蒸发器安装高度、改进真空系统、进料出料控制方法、改进完成液浓度的确认、提高进料温度等一系列技术改进措施,将蒸发煤耗降低到了220 kg以下,达到了降低硫化碱蒸发煤耗的效果。     

硫酸钡副产硫化碱蒸发器结垢原因及处理

通过对垢样中水溶物成分及含量、酸溶物中镁盐、锶盐、钡盐、铁盐含量及产生原因、酸不溶物成分及含量进行分析,找到硫化碱蒸发器结垢的根本原因是由于碱液中有Ba^2＋,Sr^2＋,Mg^2＋,HCO3^-,SO4^2-等离子存在。确定了除去结垢离子避免蒸发器结垢的办法,基本解决了硫酸钡副产硫化碱蒸发过程中蒸发器列管结垢的问题,使清理列管的次数减少到每年3-4次,产量提高了2倍,设备使用寿命翻了一番,效果很好。     

自然降膜蒸发器

自然降膜蒸发器为一立式列管换热器。被蒸发的液体从上封头进料口进入分配器,通过分配器将物料均匀地分配到列管内壁形成膜状,并自然下降。用于加热的蒸汽从简体上部入口进入蒸发器的管间,与物料进行热交换,使物料温度升高,水分蒸发,物料到达下封头时即可进行汽液分离,并分别由出气口和出料口排出,因而使液体物料达到提浓的目的。     

可编程序控制器在烧碱蒸发系统中的应用

可编程序控制器Ｃ２００Ｈ系统应用于烧碱蒸发系统分别对蒸发器各效液面、出碱浓度等进行自动控制。ＰＣ机对液面的高低采用超时报警加以控制；出碱浓度靠蒸发器汽相和液相间的温差间接测定，采用温度变送器做测量信号输入，在蒸发器上部汽相加测温小罐的方法较准确地测得烧碱浓度，利用Ｃ２００Ｈ高智能功能设计自动出碱程序。     

脂肪酸甲酯降膜蒸发器沸腾传热性能

利用传统的多管排列式蒸发器对高黏度、易结垢的混合物进行蒸发,容易造成布液器堵塞,且结垢后的传热管难以清理。因此根据物料特性,本文设计了一种新型的降膜蒸发器,采用大降液孔加倾斜环板进行布膜,利用内径较大的锥筒作为传热壁面,并以粗甲酯作为试验工质对蒸发器的降膜蒸发传热系数随蒸发器筒体半锥度角、液膜流动雷诺数以及输入热通量之间的关系进行了试验研究。结果表明：该型蒸发器对于上述工质具有较好的适用性,蒸发系统能够在保持较高的传热系数的条件下,连续运行而不发生堵塞;蒸发器筒体锥度角有效地强化了降膜蒸发传热过程,而较大的热通量及进料流量在一定程度上却不利于蒸发传热。最后建立了降膜蒸发传热系数随蒸发器筒体半锥角和流动准数之间的经验关联式。     

硫化钠蒸发设施腐蚀的原因分析及防治措施

目前,煤还原芒硝法生产硫化钠所用蒸发设备大多为单效列管蒸发器。单效列管蒸发器具有效率高、操作简单、节能、劳动强度低、生产环境优良等优点,然而蒸发设施的腐蚀问题一直是硫化钠生产所面临的一大难题。在硫化钠蒸发系统中,蒸发器、循环泵、阀门等大都使用奥氏体不锈钢0Gr25Ni20(310S),这种材质在碱性环境中具备良好的抗腐蚀性。然而,在蒸发器列管、下弯头,循环泵的     

薄膜蒸发器传热蒸发性能的实验研究

在自行研制的0.4m2薄膜蒸发器实验测试装置基础上,对介质水及烧碱溶液进行了蒸发实验,得到了在不同工艺操作参数下薄膜蒸发器内各料液总传热系数K和蒸发强度EI的变化曲线。实验结果表明,转子转速及进料量对设备总传热系数K及蒸发强度EI影响显著,各料液均存在最佳进料量。粘度增加,总传热系数K相应减少,蒸发强度EI相应增加,实验与数值模拟结果变化规律一致。研究结果表明,从蒸发强度而言,薄膜蒸发器更适合于高粘度料液的蒸发浓缩。     

高分子中空纤维蒸发器传热过程分析

蒸发器广泛应用于化工、食品等行业,传统的金属管蒸发器由于其耐酸碱腐蚀性差、表面易结垢等弱点,一定程度上限制了其应用范围,而具有优良性能的高分子中空纤维管可有效解决这些问题,具有很好的应用前景。采用自制的高分子改性中空纤维管,制备出非金属换热器,并进行了蒸发传热实验。结果表明,高分子中空纤维蒸发器的性能与料液温度有密切关系,沸腾进料时蒸发器的传热系数、产水量和热量利用率均高于低温进料;传热热阻主要集中在管外蒸汽加热侧和管壁的导热性能,当沸腾进料时管壁热阻占总传热热阻的66%以上,而管内蒸发侧传热热阻所占比重较低,均低于15.3%,且随着料液流速的增大而降低到5%以下;随着料液温度的降低,蒸发过程的传热系数、能量利用效率以及产水量均显著下降。     

高分子中空纤维蒸发器传热过程分析

蒸发器广泛应用于化工、食品等行业,传统的金属管蒸发器由于其耐酸碱腐蚀性差、表面易结垢等弱点,一定程度上限制了其应用范围,而具有优良性能的高分子中空纤维管可有效解决这些问题,具有很好的应用前景。采用自制的高分子改性中空纤维管,制备出非金属换热器,并进行了蒸发传热实验。结果表明,高分子中空纤维蒸发器的性能与料液温度有密切关系,沸腾进料时蒸发器的传热系数、产水量和热量利用率均高于低温进料;传热热阻主要集中在管外蒸汽加热侧和管壁的导热性能,当沸腾进料时管壁热阻占总传热热阻的66%以上,而管内蒸发侧传热热阻所占比重较低,均低于15.3%,且随着料液流速的增大而降低到5%以下;随着料液温度的降低,蒸发过程的传热系数、能量利用效率以及产水量均显著下降。     

蒸发器的损坏与改进

<正> 目前制胶厂所使用的蒸发器,大多是列管式固定管板蒸发器。壳体均采用碳钢材质,列管有的采用碳钢;有的用不钢。但不论是哪种,使用寿命都不长,常出现管程与壳程之间串通现象,加热蒸汽直接进入管程胶液中,造成胶液变稀、真空下降,蒸发器的蒸发功能显著变坏。出现这种情况时,说明蒸发器已经损坏,损坏的部位在上下管板处,列管与管板之间开焊或胀口拉脱,厂家这时往往打开两端封头,进行补焊,但补焊过的蒸发器还是用不长久,只好停停打打,经常检修。列管与管板所以被拉脱,是因为管内流动的是处于减压下的胶液,温度一般不超过70℃,而壳程内进的是直接蒸汽,温度在120℃以上。列管温度低,线膨少;壳体     

中国硫化碱产业的发展与展望

介绍了中国硫化碱产业自1925年诞生以来在生产技术、工艺装备、产品质量、产业规模、市场及价格等方面的发展历程,根据时代对环境的要求,提出中国现有的硫化碱主流生产工艺--高温法煤粉还原无水芒硝终将会被淘汰的观点,芒硝溶液电解生产硫化碱工艺将成为硫化碱主流生产工艺。并对硫化碱行业未来的发展趋势做了展望。     

竖直多孔管降膜蒸发传热实验

研究了内表面烧结型多孔管对降膜蒸发换热效果的影响。采用单管降膜蒸发器,由壳程的蒸汽加热管程的水降膜传热。在热通量q=13~90 kW·m^-2,传热温差ΔT=2.87~9.5℃,液体Reynolds数Re_L=4500~15000 范围内,求不同工况下管内降膜传热系数,并将其与相对应的光管换热性能进行比较。比较数据可知:多孔管的管内降膜传热系数是光管的2.03 倍,总传热系数是光管的1.78 倍,多孔管强化传热效果明显。     

制冷系统用新型水平管降膜蒸发

以R134a制冷循环为基础,将水平管降膜蒸发应用于蒸发器中,通过调节不同工况来研究其换热特性。其中热通量8～40 kW·m^-2,工质的喷淋量0.005～0.04 kg·m^-1·s^-1,以光滑管为基础,对针对降膜蒸发而设计的TJX、EX两种强化管进行了实验研究,并利用修正威尔逊法进行数据处理。分析表明,降膜蒸发换热特性主要与热通量和喷淋量有关,而随着热通量的增加,每根管型传热系数在遇到临界热通量点后呈现下降趋势。此外强化表面的传热系数要明显优于光滑管,特别是具有网格槽道设计的EX管。由于实验系统是一个制冷系统,含有润滑油,发现润滑油的存在明显降低了传热系数。最后在实验基础上对光滑管换热特性进行预测,并在此基础上提出强化管的修正系数。     

Effect of the annulus aeration on annulus leakage and particle circulation in a three-phase spout-fluid bed with a draft tube

The distribution of flow between the annulus and the draft tube sections of a liquid spout-fluid bed with a draft tube was analyzed in the presence of air flow through the annulus using a tracer response technique.The responses of the tracer injections prove that part of the flow originating from the annulus liquid inlet leaks into the draft tube when any amount of annulus liquid inlet flow is present and this annulus leakage increases when air flow is introduced into the annulus. This finding extends the recently acquired knowledge about the annulus leakage and cross flow in the entrance region below the draft tube in liquid spout-fluid beds to three phase spout-fluid beds with a draft tube where the annulus is aerated.The experimental system studied consisted of a semi-circular column of 80 mm diameter equipped with a semi-circular draft tube of 20 mm diameter. Liquid and air flows coexisted in the annulus. The liquid velocities were well above the minimum fluidization velocity and the particles were glass beads of 3 mm diameter.Experimentally determined values of the superficial annulus and draft tube liquid velocities from the tracer response analyses together with the experimental draft tube pressure gradients were used as input into Grbavcic et al.'s [Z.B. Grbavcic, R.V. Garic, D.V. Vukovic, Dz.E. Hadzismajlovic, H. Littman III, M.H. Morgan, S.Dj. Jovanovic, Hydrodynamic modeling of vertical liquid-solids flow. Powder Technol. 72, (1992)183-191] variational model for vertical non-accelerating liquid-solids flow to calculate the draft tube voidage and the particle mass flux assuming an air free draft tube. Results indicate that annulus aeration lowers the particle mass flux in this particular column geometry.     

Evaporation in a capillary tube of square cross-section: application to ion transport

Modelling of evaporation of a pure liquid within a capillary tube of circular cross-section is a classic problem which has been the subject of many studies. Here we consider the case of tubes of polygonal cross-section. This case leads to quite different results owing to the liquid flow along the tube edges induced by the capillary forces. Various evaporation regimes can be distinguished depending on the competition between capillary, gravity and viscous forces. We concentrate on the regime dominated by the capillary forces. It is shown that the position z₀ of the bulk meniscus should scale as z₀∝t in this case. The prefactor depends on the liquid distribution within the entrance region of the tube. A simplified model for a tube of square cross-section is then presented and calibrated against data from three-dimensional simulations. The last part of the paper is devoted to an analysis of ion transport during evaporation in a tube of square cross-section. The results suggest that the ion transport by liquid film can be a very effective mechanism for explaining the formation of efflorescence at the surface of porous media.     

Effects of solvent-particle interaction kinetics on microstructure formation during three-dimensional printing

Lactone-based absorbable polyesters, such as polylactide-co-glycolides, are commonly used for the construction of biomedical devices. Many such devices can be constructed by a novel manufacturing technology known as three dimensional printing^TM (3DP^TM), which fabricates complex structures by ink-jet liquid binder onto loose powder in a laminated fashion. The predominant 3DP binding mechanism for lactone based absorbable polyester powder is dissolution-reprecipitation. The objective of this study is to compare the relative time scales for particle dissolution and solvent evaporation during 3DP processing. An experimental setup was devised to determine the time scale for particle dissolution. This time scale was found to be particle size independent for small particles, but size dependent for larger particles. The time scale for chloroform evaporation from typical 3DP powder beds was determined to be on the same order as the particle dissolution time scale. Dissolution-evaporation (DE) plots were constructed to illustrate the relationship between evaporation time scale, dissolution time scale, particle size, printing conditions, and external mass transfer conditions. The DE plot provides a good estimate of the necessary printing conditions under which the evaporation time is sufficient for particle dissolution for a given particle dimension. Microstructural analysis of the printed structures demonstrated the importance of the relative time scales of particle dissolution and solvent evaporation. Practical implications of these findings in 3DP are described.     

不同管径毛细管的毛细蒸发特性实验

以无水乙醇为工质,采用3种不同管径的圆形毛细管进行毛细蒸发实验。研究结果表明：毛细管毛细蒸发过程中,蒸发界面移动后会延展形成一层液膜,这层液膜可以大幅提高液体蒸发速率。这是因为液膜蒸发引起的温度变化会通过Marangoni效应转化为表面张力差,使液膜在蒸发的同时得到不断补充,形成高效的蒸发-补充机制。随管径增大,液膜厚度增加,蒸发稳定性变好,速率变化幅度减小。工质整体蒸发速率随管径变大呈递减趋势。     

不同加热方式下环路热管蒸发器补偿器的可视化

为了探索不同加热方式对环路热管的启动及稳定运行性能的影响,对环路热管的蒸发器补偿器进行了可视化试验研究。环路热管以R245fa为工质,充液率为50%,分别采用了三种不同的热负载施加方法：蒸发器顶部加热、蒸发器上下同时加热、蒸发器底部加热。根据启动过程中蒸发器空腔内的主要相变模式不同,对应地分为3种启动模式：蒸发启动模式、蒸发沸腾混合启动模式、沸腾启动模式。结果发现：在5W启动过程中,蒸发沸腾混合模式和沸腾模式下的启动速度最快,并在蒸发器空腔气体槽道出口处伴有气泡溢出,分别历时760s、1180s,远小于蒸发启动模式的2370s。分析可知,环路热管的启动速度与蒸发器空腔内的初始液面及其平均液体消失速度密切相关。另外,为研究蒸发器空腔内液相工质的沸腾,对不同的启动模式下空腔内的气泡生长进行了探索。在稳定工况中,同热负载下不同加热方式的环路热管的热阻及补偿器液面高度都不相同,其中底部加热方式的环路热管热阻最小。经分析发现,同热负载下不同加热方式会影响蒸发器内液相工质的蒸发效率,同时也会改变补偿器液面高度和蒸发器向补偿器的漏热,进而影响环路热管性能。     

椭圆管外液膜流动的数值模拟及传热实验研究Ⅱ:实验研究

在椭圆管外液膜流动数值模拟的基础上,对椭圆管外的液膜厚度和传热性能进行了实验研究.研究结果表明:椭圆管外液膜厚度的模拟计算与实验结果基本吻合,误差约8％,可见数值模拟方法正确;长短轴比为1.5的椭圆传热管的传热系数比圆管提高20％ ～ 22％,可见椭圆管型强化传热明显.     

影响水平管降膜蒸发传热性能的因素

影响水平管降膜蒸发传热性能的因素齐和发，沈吟秋（大连理工大学化工学院）关键词水平管降膜；传热膜系数；浓度１引言水平管降膜蒸发器是二十余年发展起来的一种高效节能型蒸发器。目前，这种蒸发器已广泛应用于海水淡化、医药、食品、化工和致冷等工业中［１］。影响水...