一、传热相关因素:决定热量传递效率
传热面积与设备结构
蒸发效率与传热面积正相关 —— 传热面积越大(如多组加热管、膜式蒸发器的膜面),废水与热源的接触面积越广,单位时间内可传递的热量越多,水分汽化量越大。同时,设备结构设计直接影响传热效果:强制循环式设备通过高流速废水冲刷加热面,减少结晶、结垢对传热的阻碍,其蒸发效率比自然循环式高 30%~50%;升膜 / 降膜式蒸发器通过 “膜状流动” 使废水均匀覆盖加热面,避免局部传热死角,也能提升效率。
传热温差
低温蒸发的传热温差(热源温度与废水蒸发温度的差值)是热量传递的核心驱动力。温差越大,热量传递速率越快,蒸发效率越高。例如:若热源(如热泵出风口)温度为 70℃,废水蒸发温度为 50℃,温差 20℃;若通过优化真空泵提升真空度,使废水蒸发温度降至 40℃,温差扩大至 30℃,蒸发速率可提升约 40%(需在设备材质耐温范围内调整)。
传热系数
传热系数反映传热面的导热能力,受加热管材质、表面洁净度影响极大。
二、真空度(汽化环境):决定水分汽化难易
低温蒸发依赖负压环境降低水的沸点,真空度直接影响废水的蒸发温度与汽化速率:
三、废水自身特性:影响汽化与传热过程
废水浓度(含盐量)
废水浓度越高,其黏度、沸点升高值(溶液的沸点比纯水高,即 “沸点升高” 现象)越大,蒸发效率越低:
废水温度与进料流速
进料温度:若废水进料温度接近其蒸发温度(如蒸发温度 45℃,进料温度 40℃),则无需额外消耗热量升温,可直接进入汽化阶段,蒸发效率更高;若进料温度过低(如 20℃),则需先消耗热量将废水加热至蒸发温度,单位时间内的汽化量会减少;
进料流速:在强制循环设备中,进料流速需稳定在设计范围(通常 2~3m/s)—— 流速过低,废水在加热管内停留时间过长,易结垢;流速过高,会增加管道阻力,反而浪费能耗,二者均会影响蒸发效率。
废水杂质含量
废水中的悬浮杂质(如泥沙、有机物絮体)会影响传热与汽化:
四、热源供给:决定热量输入稳定性
低温蒸发的热源多为热泵(空气源、水源)或电加热,热源的热量供给速率与稳定性直接影响蒸发效率: