闪蒸
闪蒸(Flash Evaporation),又称扩容蒸发,是用于海水淡化、高含盐量水处理的一种工艺。该工艺的主要方法是将一定压力下的水先加热(通常用蒸汽加热)到一定温度,然后注入压力较低的容器中,由于水温高于容器压力的饱和温度,一部分水急速汽化为蒸汽,并使温度降低,一直到水和蒸汽都达到该压力下的饱和状态为止。此过程可在扩容蒸发器内完成。因为加热和汽化过程是在不同部位进行的,所以大大降低了结垢的可能性。一般都做成多级,即使压力逐级下降,扩容过程一级一级地进行。此方法适用的水质范围较广,但消耗蒸汽较多。多级闪蒸是由多个闪蒸的步骤组成的系统,能够更有效地进行蒸发过程。
概述
闪蒸是一个涉及饱和液体的过程,当其所受的压力迅速降低,导致其沸点降到周边温度以下时,部分液体会发生蒸发。这种现象在单一成分的液体(如液体氨)中会导致液体的一部分立刻蒸发成蒸气,而蒸气和残余的液体会冷却至液体的饱和温度,这种情况经常被称为“自动冷却”。在多成分的液体中,挥发性较高的成分会更容易发生闪蒸。失控的闪蒸可能导致被加热液体产生蒸气爆炸,因此需要严格控制。
现象
物质的沸点是随压力增大而升高,而压力越低,沸点就越低。这样就可以让高压高温流体经过减压病,使其沸点降低,进入闪蒸罐。这时,流体温度高于该压力下的沸点。流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化,并进行两相分离。使流体达到气化的设备不是闪蒸罐,而是减压阀。闪蒸罐的作用是提供流体迅速气化和汽液分离的空间。
形成原因
当水在大气压力下被加热时,100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度。再加热也不能提高水的温度,而只能将水转化成蒸汽。水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”,或者叫饱和水显热。在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。然而,如果在一定压力下加热水,那么水的沸点就要比100℃高,所以就要求有更多的显热。压力越高,水的沸点就高,热含量亦越高。压力降低,部分显热释放出来,这部分超量热就会以潜热的形式被吸收,引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。
实际情况
闪蒸在管道系统中出现,容易对阀门产生汽蚀损坏,可以选择反汽蚀高压阀,其特点是多次节流分摊压差,也可以选用耐汽蚀冲刷材料。闪蒸也可以作为能源,被利用在热力发电厂中锅炉排水的回收和地热发电中。
闪蒸干燥
热风从干燥机底部的旋流器沿切线方向进入干燥机内,并产生高速回旋的上升气流;待干燥的物料由加料器输送至干燥室内,并在高速回旋气流的和底部搅拌器的共同作用下,团块状物料被不断破碎、分散、沸腾和干燥。干燥合格的物料被气流从干燥机上部出口带出,经捕集后得到干燥成品;颗粒太大或湿度较高的物料被设置在干燥室上部的分级堰板阻拦,而在干燥室内继续得到进一步干燥,直至被气流带出。
应用
闪蒸主要应用在热力发电厂中锅炉排水的回收和地热发电中。在这些应用中,闪蒸不仅有助于提高能源效率,还能减少环境污染。通过多级闪蒸系统的设计,可以实现更高效的热能回收和水资源的再利用。