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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

液体在低于沸点的温度下也能变成气体。液体在其沸点以下的汽化称为蒸发,当液体表面暴露在一个不受限制的空间时,在任何温度下都发生蒸发。然而,当表面暴露在一个密闭的空间中,并且液体超过了使空间充满蒸汽所需的数量时,从表面离开的物质分子数量和回到表面的物质分子数量很快达到平衡。温度的变化打破了这种平衡;例如,温度的升高增加了表面分子的活性,从而增加了它们飞走的速度。

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。

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