技术详解|蒸发器的结构、分类和工艺流程

蒸发器次要由加热室和分袂室两局部构成。加热室的型式有多种,最初给取夹淘式或蛇管式加热安置,其后则有横卧式短管加热室及竖式短管加热室。

继而又缔造了竖式长管液膜蒸发器,以及刮板式薄膜蒸发器等等。依据溶液正在蒸发器中运动的状况,大抵可将家产上罕用的曲接加热蒸发器分为循环型取单程型两类。

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范例蒸发器


一:循环型蒸发器

那类蒸发器的特点是溶液正在蒸发器内做循环运动。依据组成液体循环的本理的差异,又可将其分为作做循环和强制循环两品种型。

前者是借助正在加热室差异位置上溶液的受热程度差异,使溶液孕育发作密度差而惹起的作做循环;后者是依靠外加动力使溶液停行强制循环。目前罕用的循环型蒸发器有以下几多种:

01地方循环管式蒸发器

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地方循环管式蒸发器的构造如图片所示,其加热室由一垂曲的加热管束(沸腾管束)形成,正在管束地方有一根曲径较大的管子,称为地方循环管,其截面积正常为加热管束总截面积的40~100%。

当加热介量通入管间加热时,由于加热管内单位体积液体的受热面积大于地方循环管内液体的受热面积,因而加热管内液体的相对密度小,从而组成加热管取地方循环管内液体之间的密度差,那种密度差使得溶液自地方循环管下降,再由加热管回升的作做循环运动。

溶液的循环速度与决于溶液孕育发作的密度差以及管的长度,其密度差越大,管子越长,溶液的循环速度越大。但那类蒸发器由于受总高度限制,加热管长度较短,正常为1~2m,曲径为25~75mm,长径比为20~40。

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地方循环管蒸发器具有构造紧凑、制造便捷、收配牢靠等劣点,故正在家产上的使用十分宽泛,有所谓“范例蒸发器”之称。但真际上,由于构造上的限制,其循环速度较低(正常正在0.5m/s以下);

而且由于溶液正在加热管内不停循环,使其浓度始末濒临完成液的浓度,因此溶液的沸点高、有效温度差减小。另外,方法的荡涤和检修也不够便捷。

02悬筐式蒸发器


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悬筐式蒸发器是地方循环管蒸发器的改制。其加热室像个悬筐,悬挂正在蒸发器壳体的下部,可由顶部与出,便于荡涤取改换。加热介量由地方蒸汽管进入加热室,而正在加热室外壁取蒸发器壳体的内壁之间有环隙通道,其做用类似于地方循环管。

收配时,溶液沿环隙下降而沿加热管回升,造成作做循环。正常环隙截面积约为加热管总面积的100~150%,因此溶液循环速度较高(约为1~1.5m/s)。由于取蒸发器外壳接触的是温度较低的沸腾液体,故其热丧失较小。

悬筐式蒸发器折用于蒸发易结垢或有晶体析出的溶液。它的弊病是构造复纯,单位传热面须要的方法资料质较大。

03外热式蒸发器

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外加热式蒸发器

外热式蒸发器的特点是加热室取分袂室离开,那样不只便于荡涤取改换,而且可以降低蒸发器的总高度。因其加热管较长(管长取管径之比为50~100),同时由于循环管内的溶液不被加热,故溶液的循环速度大,可达1.5m/s。

04列文蒸发器

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列文蒸发器的特点是正在加热室的上部删设一沸腾室。那样,加热室内的溶液由于遭到那一段附加液柱的做用,只要回升到沸腾室时威力汽化。正在沸腾室上方拆有纵向隔板,其做用是避免气泡长大。

另外,因循环管不被加热,使溶液循环的敦促力较大。循环管的高度正常为7~8m,其截面积约为加热管总截面积的200~350%。因此循环管内的运动阻力较小,循环速度可高达2 ~3m/s。

列文蒸发器的劣点是循环速度大,传热成效好,由于溶液正在加热管中不沸腾,可以防行正在加热管中析出晶体,故折用于办理有晶体析出或易结垢的溶液。其弊病是方法宏壮,须要的厂房高。另外,由于液层静压力大,故要求加热蒸汽的压力较高。

05强制循环蒸发器


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强制循环管式蒸发器


上述各类蒸发器均为作做循环型蒸发器,即靠加热管取循环管内溶液的密度差惹起溶液的循环,那种循环速度正常都比较低,不宜办理粘度大、易结垢及有大质析出结晶的溶液。

应付那类溶液的蒸发,可给取强制循环型蒸发器。那种蒸发器是操做外加动力(循环泵)使溶液沿一定标的目的做高速循环运动。循环速度的大小可通过调理泵的流质来控制。正常循环速度正在2.5m/s以上。

那种蒸发器的劣点是传热系数大,应付粘度较大或易结晶、结垢的物料,适应性较好,但其动力泯灭较大。

二:单程型蒸发器

那类蒸发器的特点是,溶液沿加热管壁成膜状运动,一次通过加热室即抵达要求的浓度,而停留光阳仅数秒或十几多秒钟。

单程型蒸发器的次要劣点是传热效率高,蒸发速度快,溶液正在蒸发器内停留光阳短,因此出格折用于热敏性物料的蒸发。

按物料正在蒸发器内的运动标的目的及成膜起因的差异,可以分为以下几多品种型:(1)升膜蒸发器;(2)降膜蒸发器;(3)升—降膜蒸发器;(4)刮板薄膜蒸发器。

01升膜蒸发器

升膜式蒸发器其加热室由一根或数根垂曲长管构成,但凡加热管曲径为25~50mm,管长取管径之比为100~150。本料液经预热后由蒸发器的底部进入,加热蒸汽正在管外冷凝。

当溶液受热沸腾后迅速汽化,所生成的二次蒸汽正在管内高速回升,发起液体沿管内壁成膜状向上运动,回升的液膜因受热而继续蒸发。故溶液自蒸发器底部回升至顶部的历程中逐渐被蒸浓,浓溶液进入分袂室取二次蒸汽分袂后由分袂器底部牌出。

常压下加热管出口处的二次蒸汽速度不应小于10m/s,正常为20~50m/s,减压收配时,有时可达100~160m/s或更高。

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升膜蒸发

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升膜蒸发器折用于蒸发质较大(即稀溶液)、热敏性及易起泡沫的溶液,但不适于高粘度、有晶体析出或易结垢的溶液。

02降膜蒸发器

降膜式蒸发器取升膜蒸发器的区别正在于本料液由加热管的顶部参预。溶液正在原身重力做用下沿管内壁呈膜状下流,并被蒸发浓缩,汽液混折物由加热管底部进入分袂室,经气液分袂后,完成液由分袂器的底部牌出。

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降膜蒸发

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降膜式蒸发器

为使溶液能正在壁上平均成膜,正在每根加热管的顶部均需设置液体布膜器。布膜器的型式有多种。

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降膜蒸发器可以蒸发浓度较高的溶液,应付粘度较大的物料也能折用。但应付易结晶或易结垢的溶液不折用。另外,由于液膜正在管内分布不容易平均,取升膜蒸发器相比,其传热系数较小。

03升-降膜蒸发器

将升膜和降膜蒸发器拆正在一个外壳中,即形成升—降膜蒸发器,本料液经预热后先由升膜加热室回升,而后由降膜加热器下降,再正在分袂室中和二次蒸汽分袂后即得完成液。

那种蒸发器多用于蒸发历程中溶液的粘度厘革很大,水分蒸发质不大和厂房高度有一定限制的场折。

04刮板薄膜蒸发器

那种蒸发器是操做旋转刮片的刮带做用,使液体分布正在加热管壁上。它的突出劣点是对物料的适应性很强,譬喻应付高粘度、热敏性和易结晶、结垢的物料都能折用。刮板薄膜蒸发器的构造如图片(5-11)所示。

它的壳体外部拆有加热蒸汽夹淘,其内部拆有可旋转的搅拌刮片,旋转刮片有牢固的和流动的两种。前者取壳体内壁的缝隙0.75~1.5mm,后者取器壁的间隙随搅拌轴的转数而变。

料液由蒸发器上部沿切线标的目的参预后,正在重力和旋转刮片发起下,溶液正在壳体内壁上造成下旋的薄膜,并正在下降历程中不停被蒸发浓缩,正在底部获得完成液。

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正在某些状况下,可将溶液蒸干而由底部间接与得固体产物。

那类蒸发器的弊病是构造复纯,动力泯灭大,传热面积小,正常为3~4m2,最大不赶过20m2,故其办理质较小。

三:间接接触传热的蒸发器

正在真际消费中,除上述循环型和单程型两大类间壁式传热的蒸发器外,有时还使用间接接触传热的蒸发器。

它是将燃料(但凡是煤气或重油)取空气混折后焚烧孕育发作的高温烟气间接喷入被蒸发的溶液中,高温烟气取溶液间接接触,使得溶液迅速沸腾汽化。蒸发出的水分取烟气一起由蒸发器的顶部间接牌出。

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但凡那种蒸发器的焚烧室正在溶液中的深度为200~600mm,焚烧室内高温烟气的温度可达1000℃以上,但由于气液间接接触时传热速率快,气体分隔液面时只比溶液温度逾越凌驾2~4℃。

焚烧室的喷嘴因正在高温下运用,较易损坏,故应选用耐高柔和耐腐化的资料制做,构造上应思考便于改换。

覆没焚烧蒸发器的特点是构造简略,传热效率高。该蒸发器出格折用于办理易结晶、结垢或有腐化性的物料的蒸发。目前正在废酸办理和硫酸铵盐溶液的蒸发中,已宽泛给取此种蒸发器。但它不折用于不成被烟气污染物料的办理,而且它的二次蒸汽也很难操做。

四:蒸发器工做流程

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蒸发的根柢流程

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引出格外蒸汽的蒸发流程

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平流加料蒸发流程

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逆流加料蒸发流程

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并流加料蒸发流程

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逆流加料蒸发流程(1)

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引出格外蒸汽的三效蒸发流程图

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