JG薄膜蒸發(fā)器解析

1、1會計學JG薄膜蒸發(fā)器解析薄膜蒸發(fā)器解析 學習蒸發(fā)器的結構和工作原理，培養(yǎng)蒸發(fā)操作技能，為進入蒸發(fā)崗位打下技術基礎。 【知識要求】 1.了解中央循環(huán)蒸發(fā)器的結構和工作原理； 2.熟悉外加熱式蒸發(fā)器、膜蒸發(fā)器的結構和工作原理； 3.掌握刮板蒸發(fā)器的結構和工作原理。 【能力要求】 1.學會外加熱式蒸發(fā)器的操作技術； 2.掌握薄膜蒸發(fā)器、刮板蒸發(fā)器的操作與維護技術。蒸發(fā)：發(fā)生在液體表面的汽化，是物質(zhì)從液相轉變?yōu)闅庀嗟囊环N方式 蒸發(fā)速度決定于液體性質(zhì)、液體溫度、表面面積、表面污染物和表面附近氣體的壓強。沸騰時，料液大量氣化，蒸發(fā)速度最快。 液體上方所受的壓力越高沸點越高，壓力越低沸點越低?？刹扇〕檎婵?/p>

2、的方法降低沸點，提高蒸發(fā)速度。蒸發(fā)循環(huán)蒸發(fā) 將料液進行多次蒸發(fā)才達到濃縮指標。單程蒸發(fā) 料液只經(jīng)過一次蒸發(fā)就達到指標。蒸發(fā)常壓蒸發(fā) 將料液在常壓下進行蒸發(fā)的過程。真空蒸發(fā) 將料液在真空下進行蒸發(fā)的過程。蒸發(fā)方式第一節(jié) 循環(huán)蒸發(fā)器循環(huán)蒸發(fā)器自然循環(huán)蒸發(fā)器 料液受熱后產(chǎn)生密度差引起。 強制循環(huán)蒸發(fā)器 外在動力推動引起。 一、中央循環(huán)管式蒸發(fā)器 中央循環(huán)管式蒸發(fā)器由加熱室和汽液分離室組成。在分離室頂部安裝有除沫器，蒸發(fā)器的下底采用封頭密封，封頭上設計有濃縮液出口和冷凝液出口 在加熱室內(nèi)直徑較小的列管叫加熱管，直徑大的稱中央循環(huán)管，又叫降液管。降液管既是循環(huán)流動的回流通道，又是原料液進入加熱室的進口管

3、道。 蒸發(fā)時，原料液從中央循環(huán)管下降到蒸發(fā)器底部，再從底部往上進入加熱管。加熱蒸汽從上方進入加熱室的殼程，對管程中的原料液加熱。原料液進入加熱管后即被迅速汽化，產(chǎn)生的飽和蒸汽夾帶泡沫和部分液體升入分離室，液體經(jīng)降液管回流到加熱室，泡沫被除沫器粉碎后除去，蒸汽則繼續(xù)上升進入冷凝器與冷水混合而成冷凝液。濃縮液從底部放出。循環(huán)動力 由于中央循環(huán)管直徑大，液體受熱不均勻，因而密度大；加熱管直徑小溫度高，其中的料液受熱汽化后密度減小，與中央循環(huán)管中的料液形成密度差，在重力作用下產(chǎn)生循環(huán)流動，循環(huán)速度一般 。sm5 . 04 . 0 加熱管束直徑小，表面積大，所以這種蒸發(fā)器的傳熱面積可達幾百平方米，傳熱系

4、數(shù)可達 。 C)W/(m2 600C)3000W/(m2 性能和應用 因加熱管直徑小，且固定安裝，管內(nèi)結垢后清洗困難，因此中央循環(huán)管式蒸發(fā)器只適用于蒸發(fā)結垢不嚴重，只有少量結晶析出和腐蝕性小的料液。 二、懸框式循環(huán)蒸發(fā)器 懸框式蒸發(fā)器是在中央循環(huán)管式蒸發(fā)器結構基礎上發(fā)展起來的，其加熱室是一個管式換熱器，安放在蒸發(fā)器的下部，需要清洗時可提到蒸發(fā)器外面進行。運行過程 蒸發(fā)時，加熱蒸汽經(jīng)中央循環(huán)管進入殼程，釋放熱量后從冷凝液出口流出，原料液從加熱室上方進入，沿環(huán)隙向下流動。由于存在密度差的影響，下降到底部的料液沿加熱管束上升，被加熱后蒸發(fā)成飽和蒸汽。上升的汽液經(jīng)除沫器除沫后進入分離室，液體沉降流回到

5、蒸發(fā)器底部，再次進入加熱管束受熱蒸發(fā)。濃縮液集中貯存在加熱室底部，當濃度符合要求后即可停止蒸發(fā)，從濃縮液出口放出。由于環(huán)隙截面積大，在本蒸發(fā)器中，料液循環(huán)速度可達 1.5m1m三、外加熱式循環(huán)蒸發(fā)器 外加熱式循環(huán)蒸發(fā)器由獨立的加熱室、分離室和循環(huán)管組成，加熱室和分離室之間用循環(huán)管連接。加熱器是一列管式換熱器，無中央循環(huán)管，列管直徑相同。加熱蒸汽進口和冷凝水出口都設置在列管式換熱器的殼體上，料液進口和濃縮液出口都設置在加熱室底部。 工作時，待蒸發(fā)料液在加熱室中加熱后，沿加熱管上升，經(jīng)除沫器除沫后進入分離室，進行大量汽化。產(chǎn)生的二次蒸汽進入冷卻器與冷水直接混合形成冷凝液，由于循環(huán)管內(nèi)濃縮液溫度低，

6、密度大，在重力作用下，沿循環(huán)管下降再次進入加熱室受熱汽化，形成蒸發(fā)循環(huán)運動，循環(huán)速率可達1.5 。濃縮液集中貯存在加熱室底部，當濃度符合要求后即可停止蒸發(fā)，從濃縮液出口放出。m s工作過程 由于加熱室的大小不受限制，所以外加熱式蒸發(fā)器的加熱面積很大，有的可達幾千個平方米。同時，因加熱管束的清洗和維修方便，所以，外加熱式蒸發(fā)器廣泛地應用于易結垢和易結晶料液的蒸發(fā)濃縮過程。四、強制循環(huán)蒸發(fā)器 中藥提取液的粘度較大，如果采用自然循環(huán)，其蒸發(fā)速率不高，甚至難以進行，必須施加外力推動料液循環(huán)才能提高蒸發(fā)速率。 在外加熱蒸發(fā)器的循環(huán)管與加熱室之間安裝一臺循環(huán)泵，將濃縮液出口設置在分離室底部，如此就構成了強

7、制循環(huán)蒸發(fā)器。強制循環(huán)蒸發(fā)器其他結構與外加熱蒸發(fā)器相同。結構 料液蒸發(fā)過程與外加熱循環(huán)蒸發(fā)器相同，濃縮液回流過程主要靠循環(huán)泵推動，通過循環(huán)泵輸送實現(xiàn)料液循環(huán)。由于有動力輸送，強制循環(huán)蒸發(fā)器中濃縮液的循環(huán)速度大，一般為 ，生產(chǎn)中根據(jù)料液性質(zhì)，可將循環(huán)速率調(diào)節(jié)在適宜的范圍。 2m/s3.5m/s 強制循環(huán)蒸發(fā)器廣泛用于粘度大，易結晶、易結垢料液的蒸發(fā)。課強制循環(huán)蒸發(fā)器傳熱面積大，能量消耗大，每平方米加熱面積消耗的功率約 。 0.8kw0.4kw性能和應用第二節(jié) 單程蒸發(fā)器 溶液在蒸發(fā)器中不作循環(huán)流動，只加熱蒸發(fā)一次即達到所需濃度，這種蒸發(fā)過程叫單程蒸發(fā)。 單程蒸發(fā)器升膜式 蒸汽帶動液膜上升的蒸發(fā)過

8、程。降膜式 蒸汽與液體向下流動的蒸發(fā)過程。刮板式 用刮板將液體按膜的形式下降的蒸發(fā)過程。一、升膜式蒸發(fā)器 升膜式蒸發(fā)器由加熱器、除沫器、分離室等部件構成。加熱器是一組列管式換熱器，列管直徑約為25mm50mm,管長3m10m,管徑比約為100150 ，無中央循環(huán)管設置。該蒸發(fā)器的加熱蒸汽和原料液進口均設置在加熱室的下部，濃縮液出口設置在分離室的下部。運行過程 原料液預熱到沸點或接近沸點后，從蒸發(fā)器底部通入，進列管受熱后迅速沸騰汽化，生成的蒸氣快速上升，同時帶動原料液沿管內(nèi)壁成膜狀上升，并在上升過程中不斷汽化成蒸汽。蒸汽和部分料液經(jīng)過除沫器除沫后，進入分離室并分離成而二次蒸汽和濃縮液，二次蒸氣從

9、頂部導出，濃縮液從底部排出。 要將原料液預熱到沸點或接近沸點，列管的長徑比一定要嚴格遵守比例，是控制加熱蒸汽流量，使得列管內(nèi)蒸汽出口速度在加壓下大于 在常壓下為 ， 在減壓下為 。10m/ssmsm5020smsm160100操作關鍵 升膜式蒸發(fā)器適用于蒸發(fā)量大，熱敏性及易產(chǎn)生泡沫的料液，不適用于處理濃度較大、易結晶、易結垢和黏度大于 的料液。sPa 0.06二、降膜式蒸發(fā)器 降膜式蒸發(fā)器由蒸發(fā)室、分離室、分布器組成，其蒸發(fā)室和分離室的機構與升膜式蒸發(fā)器的相似，但連接方式不同。在該蒸發(fā)器中，原料液和加熱蒸汽進口均設置在加熱器頂部，濃縮液出口設置在分離室的下部。 分布器起著在加熱列管間均勻分布原

10、料液的作用，促進液膜的形成，并具有防止蒸汽從加熱管上部串出的液封作用。液體分布器 原料液從蒸發(fā)器頂部加入，通過分布器均勻地進分布到加熱管內(nèi)壁，在重力作用下沿管壁成膜狀下降。在下降過程中被加熱管加熱而不斷蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽和料液都從加熱室底部進入氣液分離室，并分離成二次蒸汽和濃縮液。二次蒸汽從上部引出，濃縮液從底部排出。 降膜式蒸發(fā)器傳熱系數(shù)比升膜蒸發(fā)器的小，適用于濃度高、黏度大、熱敏性物料的蒸發(fā)濃縮，但不適用于易結晶、易結垢的料液。運行和應用三、刮板式薄膜蒸發(fā)器 刮板薄膜蒸發(fā)器由外殼、刮板、分布器組成。外殼內(nèi)和外壁之間的夾套是加熱蒸汽的流道，從底向上采用分段式夾套通過殼體對料液加熱。由電動機傳動

11、的轉動軸順殼體中軸線安裝，軸上安裝有3片8片規(guī)則排列的刮板，刮板邊沿與殼體內(nèi)壁之間有一定距離的縫隙，縫隙的大小可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。固定式刮板與殼體內(nèi)壁的間隙為0.75mm1.5mm，轉子式刮板與殼體內(nèi)壁的間隙由轉子轉數(shù)的變化來調(diào)節(jié)。原料液進口和二次蒸汽出口，以及料液分布器均安裝在殼體的頂部，濃縮液出口設置在殼體的底部。 原料液由蒸發(fā)器上部沿切線方向加入，在刮板旋轉帶動下，料液均勻地分布在殼體內(nèi)壁上，并形成下旋的液膜。液膜在下降過程中不斷被加熱、蒸發(fā)和濃縮，產(chǎn)生的蒸汽沿殼體向上在二次蒸汽出口排出，濃縮液從底部排出。運行過程及應用 旋轉刮板式薄膜蒸發(fā)器具有傳熱速率高，溶液停留時間短，適應的物料廣等優(yōu)點

12、，可用于高黏度、易結晶、易結垢和熱敏性料液的蒸發(fā)濃縮，尤其對熱敏性中藥提取液處理效果良好。缺點是結構復雜、不易維修、動力消耗大傳熱面積小、產(chǎn)量低。 四、蒸發(fā)器輔助設備蒸發(fā)器的附屬設備有除沫器、冷凝器和形成真空的裝置。 1.冷凝器 蒸發(fā)過程產(chǎn)生的二次蒸汽含有熱量，需要回收。如果二次蒸汽是價值高，或者直接排放會造成空氣污染，則需要采用管式換熱器進行冷凝，其他類型的蒸汽可用高位逆流混合冷凝器直接冷凝。2.真空泵 當蒸發(fā)過程需要在減壓條件下進行時，要采用真空泵裝置，利用真空泵將蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體抽出，促進蒸發(fā)速度加快。常用真空泵有水力噴射器、旋片真空泵和水循環(huán)真空泵等。 3.除沫器 蒸發(fā)操作中易產(chǎn)生大量的

13、泡沫，為了防止損失有價值的產(chǎn)品或污染冷凝器，必須設置在蒸發(fā)器內(nèi)部或外部設置除泡沫。 絲網(wǎng)除沫器第三節(jié) 蒸發(fā)工藝流程 在蒸發(fā)過程中，二次蒸汽的溫度較高，熱量可以被回收利用。如果二次蒸汽不作為加熱蒸汽使用，這種蒸發(fā)叫單效蒸發(fā)。將多個蒸發(fā)器組合起來，并把二次蒸汽作加熱載體利用，這種蒸發(fā)叫多效蒸發(fā)。 一、單效蒸發(fā)工藝流程 在單效蒸發(fā)流程中，料液蒸發(fā)產(chǎn)生的的二次蒸汽，經(jīng)除沫器分離出液沫后，進入冷凝器與冷卻水直接混合成冷凝液，原料液蒸發(fā)后成為濃縮液從蒸發(fā)器排出。 單效蒸發(fā)流程操作簡單，工藝條件易于控制。適合于蒸發(fā)黏度較高的溶液，也可以用于易結垢和易結晶料液的蒸發(fā)。缺點是耗用加熱蒸汽量大，能量利用率低，需要

14、反復蒸發(fā)濃縮才能達到預定濃度指標。性能及應用二、多效蒸發(fā)工藝流程（一）并流三效蒸發(fā)工藝流程 在并流三效蒸發(fā)流程中，原料液和加熱蒸汽的流動具有相同的方向。原料液進入第一效蒸發(fā)器，蒸發(fā)后濃縮液被輸送進入第二效，經(jīng)蒸發(fā)后，第二次濃縮液進入第三效蒸發(fā)，最后所得濃縮液又稱為完成液，從蒸發(fā)器底部放出，進入貯存罐貯存?zhèn)溆谩?料液方向 蒸汽進入第一效釋放潛熱后以冷凝水排出，第一效產(chǎn)生的二次蒸汽溫度很高，是過熱蒸汽，用管道引入到第二效的加熱室，在對有來自第一效的濃縮液加熱后，以冷凝水從底部排出。第二效所產(chǎn)生的二次蒸汽溫度仍然很高，被導入到第三效加熱室，在對第二效濃縮液加熱后，以冷凝水排出。 能量方向優(yōu)缺點及應用

15、 并流三效蒸發(fā)流程輔助設備少，溫度損失小，操作簡便，工藝穩(wěn)定，設備維修量少。其缺點是：后效溫度低，濃縮液的黏度逐效增大，降低了傳熱系數(shù)，因此需要增加較大的傳熱面積進行換熱。（二）逆流三效蒸發(fā)工藝流程 在逆流三效蒸發(fā)流程中，原料液與蒸汽走向相反。原料液從末效加入，經(jīng)蒸發(fā)后，濃縮從底部排出并用泵送入到第二效蒸發(fā)器的加熱室受熱蒸發(fā)，所得濃縮液從底部排出，用泵輸送到第一效蒸發(fā)器加熱室受熱蒸發(fā)，次時所得到的濃縮液濃度很高，被輸送到貯罐保存。 物料方向能量方向 加熱蒸汽進入第一效加入室放熱后冷凝成液體，從底部排出。在第一效產(chǎn)生的二次蒸汽被引入第二效加熱室，在對第一次濃縮液加熱后冷凝成液體而排出。第二效產(chǎn)生

16、的二次蒸汽進入第三效對第二次濃縮液加熱，釋放熱量后形成冷凝成液體排出蒸發(fā)器。 在逆流三效蒸發(fā)流程中，因濃縮液濃度和溫度都逐效升高，所以各效的黏度相差較小，傳熱系數(shù)大致相同。由于第一效是由高溫工業(yè)蒸汽加熱，所以濃縮液排出溫度較高，可在減壓下進一步閃蒸濃縮。由于充分利用了各效二次蒸汽的余熱，故需要的工業(yè)蒸汽量不大，降低了能源成本。但是，為濃縮液的輸送，需要安裝流體輸送設備。另外，由于各效進料溫度低于沸點，故必須設置預熱器。 優(yōu)缺點及應用（三）平流三效蒸發(fā)工藝流程 在平流蒸發(fā)流程中，原料液分別加入到各效蒸發(fā)器中，濃縮液分別從各效引出并匯集到貯存罐。工業(yè)蒸汽從第一效進入，放熱后形成冷凝液從底部排出，產(chǎn)

17、生的二次蒸汽進入第二效加熱室，釋放熱量后形成冷凝液排除，第二效產(chǎn)生的二次蒸汽進入第三效，在第三效釋放熱量后形成冷凝液排出。 能量方向應用 平流三效蒸發(fā)流程主要用于黏度大、易結晶的場合，也可以用于兩種或兩種以上不同原料液的同時蒸發(fā)過程。物料流動方向本章學習內(nèi)容總結蒸發(fā)器循 環(huán)型 蒸發(fā)器中央循環(huán)管式蒸發(fā)器懸框式循環(huán)蒸發(fā)器 外加熱式循環(huán)蒸發(fā)器強制循環(huán)蒸發(fā)器 單程蒸發(fā)器升膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器刮板式薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)器輔助設備蒸發(fā)工藝流程單效蒸發(fā)工藝流程多效蒸發(fā)工藝流程并流三效蒸發(fā)工藝流程逆流三效蒸發(fā)工藝流程平流三效蒸發(fā)工藝流程第一節(jié) 循環(huán)蒸發(fā)器循環(huán)蒸發(fā)器自然循環(huán)蒸發(fā)器 料液受熱后產(chǎn)生密度差引起。 強制循

18、環(huán)蒸發(fā)器 外在動力推動引起。 一、中央循環(huán)管式蒸發(fā)器 中央循環(huán)管式蒸發(fā)器由加熱室和汽液分離室組成。在分離室頂部安裝有除沫器，蒸發(fā)器的下底采用封頭密封，封頭上設計有濃縮液出口和冷凝液出口 在加熱室內(nèi)直徑較小的列管叫加熱管，直徑大的稱中央循環(huán)管，又叫降液管。降液管既是循環(huán)流動的回流通道，又是原料液進入加熱室的進口管道。循環(huán)動力 由于中央循環(huán)管直徑大，液體受熱不均勻，因而密度大；加熱管直徑小溫度高，其中的料液受熱汽化后密度減小，與中央循環(huán)管中的料液形成密度差，在重力作用下產(chǎn)生循環(huán)流動，循環(huán)速度一般 。sm5 . 04 . 0 加熱管束直徑小，表面積大，所以這種蒸發(fā)器的傳熱面積可達幾百平方米，傳熱系數(shù)可達 。 C)W/(m2 600C)3000W/(m2 性能和應用 因加熱管直徑小，且固定安裝，管內(nèi)結垢后清洗困難，因此中央循環(huán)管式蒸發(fā)器只適用于蒸發(fā)結垢不嚴重，只有少量結晶析出和腐蝕性小的料液。 第三節(jié) 蒸發(fā)工藝流程 在蒸發(fā)過程中，二次蒸汽的溫度較高，熱量可以被回收利用。如果二次蒸汽不作為加熱蒸汽使用，這種蒸發(fā)叫單效蒸發(fā)。將多個蒸發(fā)器組合起來，并把二次蒸汽作加熱載體利用，這種蒸發(fā)叫多效蒸發(fā)。 一、單效蒸發(fā)工藝流程 在單效蒸發(fā)流程中，料液蒸發(fā)產(chǎn)生的的二次蒸汽，經(jīng)除沫器分離出液沫后，進入冷凝器與冷卻水直接