蒸发与蒸发器
原则汽化
蒸发是液体物质变成气体或蒸汽的过程。这两个术语之间根本没有区别气体而且蒸汽,但是gas通常用来描述在标准压力和温度条件下气态的物质,而vapor则用来描述通常以液体或固体形式出现的物质的气态。
当温度达到沸点时,在压力保持不变的情况下,液体分子获得足够的能量,克服使它们在液体状态下结合在一起的分子间作用力,它们以单独的蒸汽分子逃逸,直到完全汽化。沸腾的液体的温度保持恒定,直到所有的液体都转化为气体。
对于每一种物质,都必须提供一定的热量来蒸发一定数量的物质。这一热量被称为物质汽化潜热。发生状态变化的每克(或每个分子)所应用的热量取决于物质本身。例如,在一个大气压下,将一克水在沸点变成蒸汽所需要的热量,即水的汽化热,大约是540卡路里。
蒸发
分子的热运动克服了液体的表面张力而蒸发,即分子的动能超过了表面聚合力的功函数。
当温度短时间维持在新点上时,新的平衡很快就会建立起来。
液体的蒸汽在密闭空间内所施加的压力称为蒸汽压。在任何给定温度下,不同物质的蒸汽压是不同的,但每种物质在每个给定温度下都有特定的蒸汽压。在沸点时,液体的蒸汽压等于大气压。例如,水的蒸汽压,用气压计中水银的高度来测量,在0°C时为4.58 mm,在100°C(沸点)时为760 mm。
影响蒸发的因素有:
- 物质在空气中蒸发的浓度。如果空气中已经有高浓度的物质在蒸发,那么给定的物质就会蒸发得更慢。
- 空气中其他物质的浓度。如果空气中已经充满了其他物质,那么这种物质的蒸发能力就会降低。
- 物质的温度。物质越热,蒸发就越快。
- 空气流量。这在一定程度上与上面的集中点有关。如果新鲜空气一直在物质上方移动,那么空气中物质的浓度就不太可能随着时间的推移而上升,从而促进更快的蒸发。此外,运动中的分子比静止的分子具有更多的能量,因此气流越强,空气分子的蒸发力就越大。
- 分子的力量。将分子保持在液态或固态的力越强,蒸发它们所需要的能量就越多。
蒸发器
蒸发装置(或蒸发器)利用蒸发原理对工艺水、废水和水基废物进行处理。所处理的典型液体为含有机和无机污染物的含水废物,其浓度不大于100g /L。
不同类型的蒸发器性能不同,面临的水处理问题也不同。
生产能力从0.15到60吨/天,所有型号都可以将废水浓缩为可泵送流体,容易达到TDS的30%,功耗低。
蒸发器还可以处理预浓缩或结垢液体,或浓缩酸和极腐蚀性液体。他们使用热泵,热水或蒸汽,或机械蒸汽再压缩(MVR),自然或强制循环。
蒸发器应用的一些例子涉及水的分离:2021欧洲杯单场彩票007胜胜
- 稀释的电浴,以回收物质和有效成分
- 油乳剂回收油
- 去除富含肥皂和洗涤剂的浴缸
- 浓酸浴或强腐蚀性溶液
- 照相显影浴
- 浓缩盐水溶液
- 堆填区的渗滤液及废物贮存及处置的滴漏
- 舱底水
- 冲洗含有耗尽墨水的水
- 化工、化妆品和制药工业的合成中间体和废水
应用实例
氯化铝生产零排放
在环保部门和较高的处理成本的推动下,一家位于巴塞罗那不远工业区的西班牙公司于2001年开发了一个工厂(见图1),旨在处理用于处理其生产线废水的树脂的酸洗脱物。
该工厂的目的是回收溶解在胶版印版废水中的铝。
所提供的蒸发器是带有中间流体的热泵真空蒸发器:与浓缩废物和冷凝液接触的材料是ptfe涂层钢,热交换在两个PVDF和碳化硅交换器中实现。
在启动一年后,分析结果证实了最终产品的最初预期——符合市场对水处理化学品的需求的恒密度溶液。由于获得了零排放,用于再生浴生产的蒸馏液回收可以获得当地扩大生产的许可。
过去,该公司处理由盐酸和氯化铝溶液组成的废物3.具有较高的年成本和显著的存储问题。
目前该成本项目已经取消,加上有限的工厂管理成本,可以稳定销售浓缩产品,保证每年的收入。
雕刻工艺废水的真空蒸发处理
在凹版工艺中,印刷元件被刻在圆柱体上的沟槽中。然后,圆筒被浸入墨水中,墨水填满雕刻的图纸,然后将图纸直接转移到纸上。
圆筒通常有一个铁芯,在雕刻之前,被镀镍,电镀铜和整流。然后圆筒要经过雕刻和镀铬,然后才放在轮转印刷机上。雕刻是通过将涂有感光明胶的圆柱体表面暴露在激光束下进行的。激光燃烧明胶并形成沟槽,然后将受到过氯化铁溶液的腐蚀作用。
这是整个过程中最重要的阶段。一旦结束,圆筒被清洗,以去除过氯化铁和过量明胶的痕迹,干燥和镀铬。
在这个过程中产生的废水被分成四股:镀镍的漂洗水,镀铜的漂洗水,雕刻的漂洗水和镀铬的漂洗水。所有这些废水都是pH值为酸性的水溶液,COD高于8000ppm,重金属(镍、铬、铜和氯化物和硫酸盐等其他化学物质)含量很高。
特别是雕刻水的COD高于1500 ppm,酸性pH值低于1.5,铁和氯化物含量高,电导率高于80000 μ S/cm,具有高盐度指标。来自过氯化铁的铁和氯化物浓度对于这种废水来说是至关重要的。
重金属的高浓度,特别是氯化物的高含量,使得传统的防污染技术并不成功。
在处理过程中,四种流储存在一个罐中,以便均质。
然后对废水进行pH值调整,加入30%的烧碱,以中和部分酸性,使pH值达到5.5。
蒸发是通过两台热泵真空蒸发器进行的。
这些蒸发器产生两种液流:一种是连续生产的馏分液,另一种是不连续自动排出的浓缩液。
蒸馏收率约为90%。蒸馏物在这个过程中被回收。
浓缩液储存在适当的储罐中,应按照现行规定进行处置。
该厂能处理4200米3./一年的废水。
同时查看我们的红外式蒸发器.
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