关于真空冷凝器抽真空口的方式讨论

各位川友好，在真空蒸馏设计工作中常遇到多种冷凝器后抽真空的方式，此处小弟列出两种直接在冷凝器处抽真空的方式（暂不考虑接收罐的气相平衡等问题），这里只讨论汽液分离的可行性及应用中的实际效果。

第一种是冷却水走壳程，物料蒸汽在管程冷凝（物料性质特殊，工艺要求走管程），冷凝器坡向安装，在右侧封头处作汽液分离，凝液在封头下侧直接排出，上侧直接抽真空，进真空泵前冷肼捕集。

第二种是常见的冷却水走管程，物料蒸汽在壳程冷凝，凝液在壳程下侧排出，壳程上侧尾气口直接抽真空，进真空泵前冷肼捕集。


现在想和大家讨论一下，这两种抽真空的方式在实际应用中汽液分离的效果如何？如果汽液分离不好，如何改进才好？

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12月25日更新：今天继续与大家讨论立式冷凝器的真空冷凝及汽液分离，如图


同时对上述四种真空冷凝器做下比较，何种工况下改用哪种？高真空2-3mmHg是不是用管程冷凝更好，有用过卧式管程冷凝的吗？

第一种汽液分离主要在管箱处，汽液分离空间比较小；第二种汽液分离空间较大，效果更好。

隐身猪 发表于 2018-12-3 11:40
第一种汽液分离主要在管箱处，汽液分离空间比较小；第二种汽液分离空间较大，效果更好。

谢谢回答。

我们在实际应用中第一种用的多，感觉效果还不错；
第二种没用过，最近我在我们公司刚提出要采用第二种的方式，遭到了很多没做过设计的人员的反对，这部分人主观上认为不可行，但我通过分析和查阅资料发现此汽液分离效果很好，所以在这里想专门开贴听听大家的意见。

应该都可以。第一种，冷却水走壳程，一旦结垢，较难清理；第二种，物料走壳程，需注意折流板间距及形式的选择，控制物料通过冷凝器压差在一定范围之内。

第一种较好，右侧相当于一个气液分离室，而第二种需要在壳侧设置多块折流板，防止物料蒸汽直接被真空泵抽走，但是折流板就会形成积液，降低了冷凝的效果

个人倾向于第一个 蒸汽 压力大的 洁净的介质等 适合走管

若是两方案采用分离装置相同，那么最终回收率关键还是换热设备的效果。这类真空泵前冷凝工况，气体流速很高，常规传热元件不管是壳程还是管程，在合理的设计前提下，即使混合气体出口温度达到了工艺设计的出口温度，分离装置也就是将绝大多数气体夹带的液滴分离下来，但是出口高流速气体还是将一些未来得及凝结的液滴带走，所以一般理论计算回收率与实际设备运行指标有一定差距的。如果贵司产品要求走管内，那么就放弃第二种，因为若是换热设备相同，分离装置后置不会带来很明显改观。倒是建议着手换热设备，此时管程气体侧相对冷水侧的传热是需要解决的热阻侧，兼顾分布气流和改善滴状凝结效果，建议采用内插件的传热元件，比如我给一些制药行业做的这类泵前溶媒回收装置多采用内微螺旋翅片冷凝器，回收率可达99%。部分资料可参阅我的签名档论坛链接一些简介。

华龙旭 发表于 2018-12-4 09:18
若是两方案采用分离装置相同，那么最终回收率关键还是换热设备的效果。这类真空泵前冷凝工况，气体流速很高 ...

“……比如我给一些制药行业做的这类泵前溶媒回收装置多采用内微螺旋翅片冷凝器，回收率可达99%”这还能违反介质理化特性条件和不凝气泄漏量的哈……，唉……举个例子，就不说真空泵前回收二氯甲烷了，就按照回收丙同来计算吧，真空泵前达到90%我批量购买！

毫无疑问，是下面那种好，好在两个地方，第一，传热效果更好，因为可以有更小的过冷度，第二，分离效果也会远好于上面那种，这是由流速决定的，第三，管程走可凝气会让管程内壁形成液态膜，不但降低了总体传热系数，同时也增加了过冷度，翻翻HEI表面冷凝器标准看看吧

华龙旭 发表于 2018-12-4 09:18
若是两方案采用分离装置相同，那么最终回收率关键还是换热设备的效果。这类真空泵前冷凝工况，气体流速很高 ...

此外，除了传统的管壳式冷凝器外，这种概念性的冷凝器可以说一丑遮百俊——压降！真空下压降会对真空设备选型影响非常大，包括工艺，君不见，翻翻冷凝器标准看看，可有哪个标准采用了其他的各种的换热型式？

现在应用最多的是第一种，第二种必须考虑折流板的形式与设置的精确度，防止物料蒸汽走短路。

现在应用最多的是第一种，第二种必须考虑折流板的形式与设置的精确度，防止物料蒸汽走短路。

symc 发表于 2018-12-5 18:14
“……比如我给一些制药行业做的这类泵前溶媒回收装置多采用内微螺旋翅片冷凝器，回收率可达99%”这还能 ...

这里回收率当然是指相应压力温度下可凝组份理论冷凝量之比，请看清楚上面描述的每段文字。比如你说的制药行业尾气常见的二氯甲烷，正因为混含不凝气，所以永远不可能将二氯甲烷100%回收，毕竟伴随着可凝组份的析出，有机溶剂的分压力随之降低，所以永远不可能100%回收溶剂。但是能做到相对趋近理论计算回收率的有几多？手头有案例厂家，你感兴趣可以电话联系，你自己去考察验证。

symc 发表于 2018-12-5 18:17
毫无疑问，是下面那种好，好在两个地方，第一，传热效果更好，因为可以有更小的过冷度，第二，分离效果也会 ...

1、过冷度是换热器设计决定的，与物料走管、壳程无关；2、上面说了，采用相同的分离组件，若以流速参量衡量的话，这个完全取决于设计者选择的分离件流通面积，与楼主更改流程无关；3、首先卧式管外或管内额冷凝对于相同传热元件在相同单位质量流速下对于凝结系数影响很小，不管你说的上面标准，请翻阅你上学时的《传热学》。

symc 发表于 2018-12-5 18:21
此外，除了传统的管壳式冷凝器外，这种概念性的冷凝器可以说一丑遮百俊——压降！真空下压降会对真空设备 ...

这位朋友不知来的火气，引述的理论上面都一一回复了，有时间你可以详细翻阅一下，这产品我做近20年了，很多案例，只是你没有接触过，有抵触。关于你说的压降，估计你与缠绕管产品弄混淆了，这产品压降很小，上面也说了，感兴趣可以联系，你自己去考察案例厂家，你在浙江的话，就给你推荐几个浙江的相同工况案例厂家，你自己带上测试仪器考察即可。事实胜于雄辩，另外想起来十余年前论坛刚起来时，类似的争论贴很多，很活跃，许久不上来回帖，一回帖就挺热闹，挺好。随时欢迎讨论。

华龙旭 发表于 2018-12-6 07:56
1、过冷度是换热器设计决定的，与物料走管、壳程无关；2、上面说了，采用相同的分离组件，若以流速参量衡 ...

走管程的过冷度是一定大于壳程！就是因为冷凝液会行程液态膜，而走壳程可以通过管程的分布来解决！

华龙旭 发表于 2018-12-6 08:04
这位朋友不知来的火气，引述的理论上面都一一回复了，有时间你可以详细翻阅一下，这产品我做近20年了，很 ...

你没理解我说的意思，因为你们那种换热器就是简单的来说在管程外增加了翅片——设计目的的初衷就是增加传热面积，改善流体流动状态增加总体传热系数而已，但是，这个设计就意味着可凝汽部分要走管程，走壳程你看看那个压降？除此之外，管程外增加翅片管，其带来的有益效果远远比不上缺点，除了压降外，另一个最大的缺点就是污垢……太容易产生污垢了，然后导致总体传热系数降低，关键是很难清洗……

华龙旭 发表于 2018-12-6 08:04
这位朋友不知来的火气，引述的理论上面都一一回复了，有时间你可以详细翻阅一下，这产品我做近20年了，很 ...

多数的化工厂对于冷凝器用的具体数据都不是很在意，因为这个对于他们的工艺影响很小，冷凝器的作用对工艺影响很大的是电厂，你做做电厂试试？电厂是冷凝器的大户，其作用好坏直接影响到其热效率！
我并无意去说你们产品怎么一样，仅是就技术问题讨论技术！不要曲解！
技术人就应该更专注于技术是吧，为每一点技术细节进行更为深入的讨论……

华龙旭 发表于 2018-12-6 07:51
这里回收率当然是指相应压力温度下可凝组份理论冷凝量之比，请看清楚上面描述的每段文字。比如你说的制药 ...

真空泵前的冷凝回收能够做到99%回收量的介质还真不多！只有算上泵后冷凝一起才差不多，孤立的看待一个工艺环节的都是瞎扯淡

symc 发表于 2018-12-6 09:56
你没理解我说的意思，因为你们那种换热器就是简单的来说在管程外增加了翅片——设计目的的初衷就是增加传 ...

不要刷屏讨论，回复起来还比较麻烦。
首先你15楼关于过冷度的问题，请与你身边搞热工的或是工程公司的老师们交流一下，换热器的过冷度是怎么定义的，然后再你明白为何与物料走管程或壳程无关了。
其次，请你详细看一下我引述产品的内容，内微螺旋翅片属于内展翅片换热管的一个系列，波纹翅片纵向螺旋布置于管内，高真空混合气体传热系数低，相对管外冷水传热系数差距数倍以上，你的思路是对的，所以解决这个工况传热和改善冷凝促进珠状凝结是需要从热阻大的管内气体着手的，所以你提及的外翅片是不适用的。也正好得出我这内微螺旋翅片换热管是适用的。产品详情参阅我的签名档论坛链接或来电交流。
最后，你18楼关于回收率99%的数值问题，请你再次看一下12楼我的论述。这个回收率是相对理论计算既定工况下可以回收溶剂量作为的基准的，12楼我已经描述的很清楚了，混合气体含不凝气时，“毕竟伴随着可凝组份的析出，有机溶剂的分压力随之降低，所以永远不可能100%回收溶剂”，所以验证一个冷凝回收装置的回收性能是看设备运行时实际回收的溶剂量与理论计算该工况下可以回收的溶剂量比值。