壓汽蒸餾

壓汽蒸餾，即根據任何氣體被壓縮時溫度升高這一特性，將蒸發器中沸騰溶液（或廢水）蒸發出來的二次蒸汽通過壓縮機的絕熱壓縮，提高其壓力、溫度及熱焙後再送回蒸發器的加熱室，作為加熱蒸汽使用，使蒸發器內的溶液繼續蒸發，而其本身則冷凝成水，蒸汽的潛熱得到了反覆利用。

基本介紹

• 中文名：壓汽蒸餾
• 外文名：Pressure steam distillation
• 分類：常壓壓汽蒸餾和負壓壓汽蒸餾
• 優點：蒸汽的潛熱得到反覆利用
• 效果：氣體被壓縮時溫度升高
• 結構形式：水平管降膜噴淋式和垂直管式

壓汽蒸餾分類

壓汽蒸餾按其操作溫度可以分為常壓壓汽蒸餾和負壓壓汽蒸餾兩種。常壓壓汽蒸餾是指蒸發物料在大氣壓或略高於大氣壓下蒸發，其操作溫度高於100℃。

負壓壓汽蒸餾是指蒸發物料在真空狀態下蒸發，系統操作溫度低於100℃的過程。其技術關鍵是用水循環真空泵或蒸汽及水噴射泵建立系統的真空，使系統的蒸發壓力低於大氣壓，從而降低操作溫度而達到節能的目的。

壓汽蒸餾原理

蒸發過程中所產生的二次蒸汽具有較高的焓值，如果將其直接冷凝或排放，將是能量的極大浪費。壓汽蒸餾（VC）是根據任何氣體被壓縮時溫度升高這一特性，將蒸發器中沸騰溶液（或海）蒸發出來的二次蒸汽通過壓縮機的絕熱壓縮，提高其壓力、溫度及熱焓後再回到蒸發器的加熱室，作為加熱熱源使用，使蒸發器內的溶液繼續蒸發，而其本身則冷凝成水，從而構成一個閉路循環，蒸汽的潛熱得到反覆利用，大大提高了熱功效率，節約了能源。壓汽蒸餾原理見下圖。

壓汽蒸餾原理

負壓壓汽蒸餾優缺點

負壓壓汽蒸餾系統的優點有：

(1)能量消耗低。由於操作溫度低，降低了系統的散熱量，減少了熱損失，在裝置穩定運行之後，除了壓縮機和水泵的電力消耗之外，基本不用補充熱量，所以降低了系統的能量消耗。

(2)可以使用廉價材料作為傳熱管。由於操作溫度低，基本上避免和減緩了傳熱面的腐蝕和結垢，延長了系統的操作周期和使用壽命。可以使用鋁合金類的廉價傳熱材料作為傳熱管，從而降低了裝置的價格。

(3)減少了板式換熱器的面積。操作溫度低，減小了海水進料溫度與鹽水蒸發溫度的差值，從而減小了回收濃鹽水和產品水熱量的板式換熱器的面積，降低了板式換熱器的造價。

負壓壓汽蒸餾系統的缺點有：

(1)由於系統處於真空狀態下操作，對於系統的密封性要求

較高。蒸汽在冷凝過程中如果有空氣漏人時將明顯降低系統的傳熱係數，從而影響到裝置的正常出水。另外由於真空狀態下蒸汽的密度較小，要求壓縮機的體積流量較大，使得適用於該過程的壓縮機只能是軸流或離心式。這種壓縮機性能要求高，價格昂貴。

(2)由於低溫蒸發的傳熱係數低，使得同樣造水容量下與常壓蒸餾相比，負壓蒸餾的傳熱面積偏大，另外，結構複雜、維修難度大。

儘管如此，由於負壓壓汽蒸餾在設備腐蝕和結垢控制方面的明顯優勢，還是得到了廣泛的套用，除非在特定場合，用於海水淡化的裝置多為負壓壓汽蒸餾。

壓汽蒸餾蒸發器結構形式

壓汽蒸餾蒸發器的結構可以分為水平管降膜噴淋式和垂直管式。

垂直管蒸發器的最大優點是便於使用高效傳熱管。另外，由於液體在管內沸騰，便於配置污垢自淨裝置。這種蒸發器的缺點是液膜分布厚，傳熱係數較低。但是，垂直管蒸發器在某種場合下可設計成強制循環式，以處理粘性和易結垢物質，這是水平管蒸發器難以比擬的。

水平管降膜噴淋式的優點是料液自液體分布器出來之後，在水平傳熱管上以薄膜的形式分布，並依靠重力向下實現再分布。由於液膜分布薄且均勻，因而傳熱係數高。這種形式的蒸發器一般情況下液體在管外沸騰，因而對蒸發溫度和海水的濃縮倍數有一定的限制。由於這種蒸發器的結構簡單，傳熱係數高，在海水淡化領域有較為廣泛的套用。

壓汽蒸餾設備部件組成

典型的水平管降膜噴淋壓汽蒸餾設備由以下部件組成：

(1)水平管降膜噴淋蒸發器系統，該系統有：

主容器：按照國際標準設計的焊接壓力容器，由碳鋼製成，塗刷6層環氧樹脂，並用針孔探測儀控制質量以保證足夠的防腐蝕性能。

傳熱管和管板：由特種鋁合金製成，可以耐海水腐蝕。

捕沫網：由金屬絲製成的高效捕沫裝置可以捕集夾帶的液滴，並使蒸汽的壓降降低至幾乎可忽略的程度。

濃鹽水噴淋系統：噴頭由金屬或塑膠製成，特點是噴淋面積大、阻力小、不易堵塞。

(2)壓縮機系統：特種離心式壓縮機，三元扭曲葉片，強制潤滑軸承，機械密封，直連式或皮帶傳動。 ，

(3)水泵和電機：特種離心泵，雙端面機械密封。採用316L不鏽鋼為軸、葉輪和泵殼的製作材料，可耐腐蝕；電機採用全封閉以適用於戶外作業。

(4)管路和閥門：大部分採用塑膠管道，可不受鹽水的腐蝕。採用球閥或蝶閥為調節閥門，材料的選擇絕對可耐鹽水腐蝕。

(5)真空泵和輔助冷凝器：採用液體循環型機械真空泵；輔助冷凝器可以有效地富集不凝性氣體，並能以順流的方式對進料水脫氣。

(6)進料水換熱器：採用逆流板式換熱器以有效地交換熱量，板片材質為工業純鈦，結構緊湊，維修方便。

(7)撬座：採用鋼結構的撬座支撐蒸發器和壓縮機，同時把所有的泵、電機、管路和閥門以及控制儀表等安裝於撬座上。撬座用海洋工程塗料進行防腐處理，以耐海洋氣候。

(8)中央控制櫃、儀表和電器櫃：儀表和控制櫃的內容根據自動化程度決定。根據用戶的特殊要求，可以設計成全自動的裝置，在中央控制室對整台裝置實施監控。