三效蒸發(fā)器是由相互串聯(lián)的三個蒸發(fā)器組成,低溫(90℃左右)加熱蒸氣被引入效,加熱其中的廢液,產生的蒸氣被引入第二效作為加熱蒸氣,使第二效的廢液以比效更低的溫度蒸發(fā),這個過程一直重復到后一效。效凝水返回熱源處,其它各效凝水匯集后作為淡化水輸出,一份的蒸氣投入,可以蒸發(fā)出多倍的水出來。
同時,高鹽廢水經過由效到末效的依次濃縮,在末效達到過飽和而結晶析出,由此實現(xiàn)鹽分與廢水的固液分離。
在含鹽廢水的處理過程中,含鹽廢水進入三效濃縮結晶裝置,經過三效蒸發(fā)冷凝的濃縮結晶過程,分離為淡化水(淡化水可能含有微量低沸點有機物)和濃縮晶漿廢液;無機鹽和部分有機物可結晶分離出來,焚燒處理為無機鹽廢渣;不能結晶的有機物濃縮廢液可采用滾筒蒸發(fā)器,形成固態(tài)廢渣,焚燒處理;淡化水可返回生產系統(tǒng)替代軟化水加以利用。
三效蒸發(fā)系統(tǒng)優(yōu)點
結構設計優(yōu)化
三效蒸發(fā)器通常配有消泡裝置,可以防止物料跑偏,確保設備的穩(wěn)定運行。
結構緊湊,占地面積小,便于安裝和維護。
資源回收
通過蒸發(fā)過程,三效蒸發(fā)器可以回收廢水中的有用成分,如有機溶劑等,提高資源利用率。
自動化控制
三效蒸發(fā)器可實現(xiàn)自動進料、液位及濃度控制,降低了操作難度和人工成本。
典型應用場景
化工與環(huán)保領域
高鹽廢水處理:如煤化工廢水、農藥廢水的零排放處理,通過多效蒸發(fā)實現(xiàn)鹽分與水的分離(常用 4~6 效)。
有機溶劑回收:如乙醇、丙酮等溶劑的濃縮提純,利用低溫蒸發(fā)保護溶劑特性。
食品與飲料行業(yè)
果汁 / 乳制品濃縮:如濃縮蘋果汁(從 12°Brix 濃縮至 70°Brix),采用 5~6 效降膜蒸發(fā)器,低溫蒸發(fā)保留風味物質。
糖漿生產:如葡萄糖漿、玉米糖漿的濃縮,利用逆流流程提高熱能利用率。
制藥與生物工程
藥液濃縮:如抗生素、維生素溶液的低溫濃縮(避免高溫破壞活性成分),常用 3~5 效刮板式蒸發(fā)器。
生物發(fā)酵液處理:如氨基酸、酶制劑的濃縮,配套結晶器實現(xiàn)固液分離。
海水淡化與水處理
大規(guī)模海水淡化:如中東地區(qū)的多級閃蒸(MSF)裝置,采用 20~30 效設計,單套日處理量可達數(shù)十萬噸。
多效蒸發(fā)設備憑借節(jié)能、處理規(guī)模大、物料適應性廣的優(yōu)勢,成為工業(yè)領域主流的蒸發(fā)技術之一。其核心競爭力在于通過增加效體數(shù)量實現(xiàn)熱能的利用,但需權衡設備投資與運行成本。未來發(fā)展趨勢將聚焦于智能化控制(如 AI 優(yōu)化能效)、緊湊型結構設計(降低占地面積)和與新能源結合(如太陽能驅動多效蒸發(fā)),進一步提升可持續(xù)性和應用場景拓展。
熱能利用率與能耗
對比維度 三效蒸發(fā)設備 多效蒸發(fā)設備
熱能利用率 較低(3 級熱能循環(huán)) 更高(≥3 級熱能循環(huán),效體越多,熱能利用率越高)
蒸汽消耗量 較高(約 0.4~0.5 kg 蒸汽 /kg 水) 更低(如 5 效蒸發(fā)約 0.2~0.3 kg 蒸汽 /kg 水)
節(jié)能效果 比單效節(jié)能約 70% 比三效進一步節(jié)能(每增加 1 效,能耗降低約 15%~20%)
蒸發(fā)效率與處理能力
對比維度 三效蒸發(fā)設備 多效蒸發(fā)設備
蒸發(fā)溫度梯度 各效溫差較大(因效體少,壓力梯度跨度大) 各效溫差較小(效體多,壓力梯度更均勻)
物料適應性 適合中高濃度、易結垢或熱敏性物料(如高鹽廢水、中等黏度溶液) 更適合低濃度、熱敏性或需深度濃縮的物料(如制藥溶液、食品汁液)
處理量 中等規(guī)模(單套設備處理量通常為 5~50 m3/h) 大規(guī)模(單套設備處理量可達 100 m3/h 以上)
設備組成
蒸發(fā)器:一般由三個相互串聯(lián)的蒸發(fā)器組成,每個蒸發(fā)器又包含加熱室和分離室。加熱室用于蒸汽與物料換熱,使物料升溫蒸發(fā);分離室則用于實現(xiàn)汽液分離,收集二次蒸汽。
冷凝器:位于系統(tǒng)末端,用于冷凝三效蒸發(fā)器產生的二次蒸汽,使其變成液態(tài)水排出,同時維持系統(tǒng)的負壓,蒸發(fā)過程的順利進行。
真空系統(tǒng):主要作用是維持末效(三效)的高真空狀態(tài),降低溶液的沸點,提高蒸發(fā)效率,使二次蒸汽能夠在壓力差的作用下自然地從高壓效體流向低壓效體。
循環(huán)泵:部分設計中會有循環(huán)泵,用于維持物料在蒸發(fā)器內的流動,使物料能夠均勻受熱,提高蒸發(fā)效果。
除沫裝置:可防止物料在蒸發(fā)過程中產生的泡沫隨蒸汽一起排出,避免跑料現(xiàn)象,產品質量和設備的正常運行。
控制系統(tǒng):可實現(xiàn)自動進料、液位控制、濃度控制等功能,確保設備穩(wěn)定運行,降低人工操作成本,提高生產效率和產品質量。