产品介绍
• 溶液在加热管中出现爬膜的条件是足够 溶液在加热管中出现爬膜的条件是足够 传热温差和传热强度， 传热温差和传热强度，使蒸发的蒸汽和 蒸汽速度达到足以带动溶液成膜上升。 蒸汽速度达到足以带动溶液成膜上升。
• 料液经预热器加热至接近沸点的温 度后加入器底。 度后加入器底。由于器内处于真空 状态下，料液又经过预热， 状态下，料液又经过预热，因此器 底的料液很容易受热汽化， 底的料液很容易受热汽化，蒸汽在 管内以很高的速度上升， 管内以很高的速度上升，并夹带着 部分还未汽化的料液以液膜的形式 沿着管内壁上升， 沿着管内壁上升，且边上升边被浓 缩。被蒸汽带出的浓缩液在器顶的 液分离器中进行分离， 汽－液分离器中进行分离，二次蒸 汽在分离器顶部被引出并在冷凝器 中冷凝， 中冷凝，浓缩液在分离器底部被引 入浓缩液槽。 入浓缩液槽。
（２）刮板式蒸发器 （３）离心式薄Leabharlann Baidu蒸发器
1）溶液在加热的管子内由下而上运动时，在管 溶液在加热的管子内由下而上运动时， 壁的液体受热温度上升，密度下降， 壁的液体受热温度上升，密度下降，而管子中 心的液体气温变化较小，管内液体产生图a 心的液体气温变化较小，管内液体产生图a所 示的自然对流运动。 示的自然对流运动。 2）当温度升到相应沸腾温度时，溶液便开始沸 当温度升到相应沸腾温度时， 产生蒸汽气泡分散于连续的液相中。 腾，产生蒸汽气泡分散于连续的液相中。由于 蒸汽的密度小，故气泡通过液体而上升（ b)。 蒸汽的密度小，故气泡通过液体而上升（图b)。
当温度一直上升，气泡大量增加，蒸汽气泡互相碰撞， 3）当温度一直上升，气泡大量增加，蒸汽气泡互相碰撞，小 气泡聚合成较大的气泡于管子中部上升，气泡增大， 气泡聚合成较大的气泡于管子中部上升，气泡增大，气体 上升的速度则加快，最后形成柱状（ c,d,e）。 上升的速度则加快，最后形成柱状（图c,d,e）。 当蒸汽所产生的气泡很多，流速很快， 4 ）当蒸汽所产生的气泡很多，流速很快，蒸汽占据了整个 管子中部空间，液体只能分布于管壁，形成环形液膜， 管子中部空间，液体只能分布于管壁，形成环形液膜，液 膜上升是靠高速蒸汽对流层的拖带而形成，称为“爬膜” 膜上升是靠高速蒸汽对流层的拖带而形成，称为“爬膜” 现象（ f)。 现象（图f)。 • 如果液膜上升的速度赶不上溶液蒸发速度，加热管上的液 如果液膜上升的速度赶不上溶液蒸发速度， 膜将会出现局部燥、结疤、结垢、结焦等现象（ 膜将会出现局部燥、结疤、结垢、结焦等现象（图 g,h)。 g,h)。
• 运转时稀物料从进料管进入，由各个喷嘴分别 运转时稀物料从进料管进入， 向各碟片组下表面即下碟片的外表面喷出， 向各碟片组下表面即下碟片的外表面喷出，均 匀分布于碟片锥顶的表面， 匀分布于碟片锥顶的表面，液体受离心力的作 用向周边运动扩散形成液膜， 用向周边运动扩散形成液膜，液膜在碟片表面 即受热蒸发浓缩， 即受热蒸发浓缩，浓溶液到碟片周边就沿套环 的垂直通道上升到环形液槽， 的垂直通道上升到环形液槽，由吸料管抽出到 浓缩液贮罐，并由螺杆泵抽送到下一工序。 浓缩液贮罐，并由螺杆泵抽送到下一工序。从 碟片表面蒸发出的二次蒸汽通过碟片中部大孔 上升，汇集进入冷凝器。 上升，汇集进入冷凝器。加热蒸汽由旋转的空 心轴通入，并由小通道进入碟片组间隙加热室， 心轴通入，并由小通道进入碟片组间隙加热室， 冷凝水受离心力作用离开冷凝表面， 冷凝水受离心力作用离开冷凝表面，从小通道 甩出落到转鼓的最低位置， 甩出落到转鼓的最低位置，而从固定的中心管 排出。 排出。
蒸发浓缩一定要满足的条件： 蒸发浓缩一定要满足的条件： 充足的加热热源 保证二次蒸汽迅速排出 一定的热交换面积
（一）按操作压力分： 按操作压力分： • 常压蒸发 • 真空蒸发（减压蒸发） 真空蒸发（减压蒸发）
• 真空蒸发的优点： 真空蒸发的优点： • （１）降低物料的沸腾温度； 降低物料的沸腾温度； • （２）提高热源与物料间的温度差，加速蒸发 提高热源与物料间的温度差， 过程； 过程； • （３）为二次蒸汽的利用创造条件，可采用双 为二次蒸汽的利用创造条件， 多效真空蒸发； 效、多效线）蒸发器损失减少。 蒸发器损失减少。 • 真空操作的缺点： 真空操作的缺点： 溶液的沸点降低，使粘度增大， （１）溶液的沸点降低，使粘度增大，导致总 传热系数下降 动力消耗大。 （２）动力消耗大。因需要有造成减压的装置
–加热室由传热管组成，中央设置一循环管，加热 加热室由传热管组成，中央设置一循环管， 加热室由传热管组成 用的饱和水蒸汽在加热室管间冷凝放热用于对管 内水溶液加热； 内水溶液加热； –分离室在加热室上部，为一圆筒结构，使受热上 分离室在加热室上部 分离室在加热室上部，为一圆筒结构， 升的溶液在此汽化并将汽液分离。 升的溶液在此汽化并将汽液分离。
• 稀溶液先经过升膜区的浓缩， 稀溶液先经过升膜区的浓缩， 进入器顶， 进入器顶，进行汽液重新分 布后， 布后，初步浓缩后粘度较大 的溶液再经过降膜区， 的溶液再经过降膜区，进一 步浓缩， 步浓缩，然后引入分离器进 行汽－液分离。 行汽－液分离。 • 适于处理浓缩过程中粘度变 适于处理浓缩过程中粘度变 化大的溶液、厂房有限制的 化大的溶液、 场合。 场合。
• 考虑以下原则： 考虑以下原则： • 溶液的粘度： 溶液的粘度： • 高粘度的溶液应选用对其适应性好的蒸发 如强制循环型、降膜式、 器，如强制循环型、降膜式、刮板搅拌薄 膜式等； 膜式等； • 溶液的耐热性： 溶液的耐热性： • 热稳定性差的物料，应选用滞料量少，停 热稳定性差的物料，应选用滞料量少， 留时间短的蒸发器， 留时间短的蒸发器，如各种膜式蒸发器
自然蒸发： 自然蒸发：溶液在低于溶液沸点的温度条件下 汽化。汽化只在溶液表明上进行，汽化面积小， 汽化。汽化只在溶液表明上进行，汽化面积小， 传热速率低， 传热速率低，汽化速率低 沸腾蒸发：溶液在沸腾条件下汽化。 沸腾蒸发：溶液在沸腾条件下汽化。汽化发生 在溶液的各个部位。汽化面积大，传热速率高， 在溶液的各个部位。汽化面积大，传热速率高， 汽化速率高
•一、蒸发定义 一 •将含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移 将含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移 出蒸汽， 出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的 单元操作称为蒸发。 单元操作称为蒸发。 •蒸发分离的依据 蒸发分离的依据 •利用溶剂具有挥发性而溶质不挥发的特 利用溶剂具有挥发性而溶质不挥发的特 性使两者实现分离。 性使两者实现分离。
（１）管式薄膜蒸发器 升膜式蒸发器 形成的液膜与蒸发的汽流的方向相同， 形成的液膜与蒸发的汽流的方向相同，由下而上 的并流上升。 的并流上升。 降膜式蒸发器 形成的液膜与蒸发的汽流的方向相同， 形成的液膜与蒸发的汽流的方向相同，由上而下 并流下降。 并流下降。 升降膜式蒸发器 将同一蒸发器的加热管分成两程， 将同一蒸发器的加热管分成两程，溶液先以升膜 式进行蒸发，再以降膜式进行蒸发。 式进行蒸发，再以降膜式进行蒸发。
• 杯形的离心转鼓内部叠放着几组梯形 离心碟片， 离心碟片，每组离心碟片由两片不同 锥形、 锥形、上下底都是空的碟片和套环组 两碟片上底在弯角处紧贴密封， 成，两碟片上底在弯角处紧贴密封， 下底分别固定在套环的上端和中部， 下底分别固定在套环的上端和中部， 构成一个三角形的碟片间隙， 构成一个三角形的碟片间隙，它起加 热夹套的作用， 热夹套的作用，加热蒸汽由套环的小 孔从转鼓通入， 孔从转鼓通入，冷凝水受离心力的作 从小孔甩出流到转鼓底部。 用，从小孔甩出流到转鼓底部。离心 碟组相隔的空间是蒸发空间， 碟组相隔的空间是蒸发空间，上大下 并能从套环的孔道垂直连通， 小，并能从套环的孔道垂直连通，作 为液料的通道， 为液料的通道，各离心碟组套环叠合 面用O形垫圈密封， 面用O形垫圈密封，上加压紧环将碟组 压紧。压紧环上焊有挡板， 压紧。压紧环上焊有挡板，它与离心 碟片构成环形液槽。 碟片构成环形液槽。
• 3 适合使用的范围： 适合使用的范围： • 适于处理蒸发量较大的稀溶液，热敏性 适于处理蒸发量较大的稀溶液， 处理蒸发量较大的稀溶液 和易生泡沫的溶液； 和易生泡沫的溶液； • 不适于浓度高、粘度大、有晶体析出溶 不适于浓度高 粘度大、 浓度高、 液的蒸发。 液的蒸发。
料液由顶部经液体分布装置 均匀分布后进入加热管中以液膜 状下降。随着液膜的下降， 状下降。随着液膜的下降，部分 料液被汽化， 料液被汽化，蒸出的二次蒸汽由 于管顶有料液封住， 于管顶有料液封住，所以只能随 着液膜往管底排出而在分离器中 进行分离。 进行分离。
• 冷凝器与蒸发器的分离室相通，其作用是 冷凝器与蒸发器的分离室相通， 将产生的水蒸汽冷凝而除去。 将产生的水蒸汽冷凝而除去。
• 真空蒸发浓缩：溶液在真空状态，较低温度下 真空蒸发浓缩：溶液在真空状态， 即沸腾、溶剂汽化。 即沸腾、溶剂汽化。 • 薄膜蒸发：让溶液在蒸发设备的加热器内以很 薄膜蒸发： 薄的液层通过，溶液就会很快受热升温、 薄的液层通过，溶液就会很快受热升温、汽化 而浓缩，浓缩的溶液迅速离开加热表面。 而浓缩，浓缩的溶液迅速离开加热表面。
• 适合使用的范围： 适用范围： • 适于处理浓度、粘度较大的溶液 适于处理浓度 处理浓度、 • 不适于处理易结晶、结垢的溶液。 不适于处理易结晶、结垢的溶液。 处理易结晶
降膜式蒸发器的分配器形式： 降膜式蒸发器的分配器形式： 齿形溢流口（ a)； １齿形溢流口（图a)； 导流棒（ b)； ２导流棒（图b)； 旋液导流器（ 螺纹导流管， ３旋液导流器（图c螺纹导流管，图d切线进料旋 流棒）。 流棒）。
单效蒸发：将二次蒸汽直接冷凝， 单效蒸发：将二次蒸汽直接冷凝，而不利 用其冷凝热的操作 多效蒸发： 多效蒸发：将二次蒸汽引到下一蒸发器作 为加热蒸汽， 为加热蒸汽，以利用其冷凝热的串联操作
• 用来进行蒸发的设备主要是蒸发器和冷凝 基本流程如图。 器，基本流程如图。 • 蒸发器的作用是加热溶液使水沸腾汽化， 蒸发器的作用是加热溶液使水沸腾汽化， 并移去，由加热室和分离室两部分所组成。 并移去，由加热室和分离室两部分组成。
• 特点： 特点： • 由于采用刮板成膜、翻膜，且物料不断 由于采用刮板成膜、翻膜， 被搅动，更新加热表面和蒸发表面， 被搅动，更新加热表面和蒸发表面，传 热系数高。 热系数高。适用于浓缩高粘度物料或含 有悬浮颗粒的液料。 有悬浮颗粒的液料。
• 利用旋转的离心盘所产生的离心力 对溶液的周边分布作用而形成薄膜。 对溶液的周边分布作用而形成薄膜。
• 刮板式蒸发器是通过旋转的刮板使料液 形成液膜的蒸发设备。 形成液膜的蒸发设备。
• 刮板式蒸发器工作过程 • 料液从进料管以稳定的流量进入随轴旋 转的分配盘中，在离心力的作用下， 转的分配盘中，在离心力的作用下，通 过盘壁小孔被抛向器壁， 过盘壁小孔被抛向器壁，受重力作用沿 器壁下流，同时被旋转的刮板刮成薄膜， 器壁下流，同时被旋转的刮板刮成薄膜， 薄膜溶液在加热区受热，蒸发浓缩， 薄膜溶液在加热区受热，蒸发浓缩，同 时受重力作用沿器壁下流， 时受重力作用沿器壁下流，瞬间另一块 刮板将浓缩料液翻动下推，并更新薄膜， 刮板将浓缩料液翻动下推，并更新薄膜， 物料不断形成新液膜蒸发浓缩， 物料不断形成新液膜蒸发浓缩，至液料 离开加热室流到蒸发器底部， 离开加热室流到蒸发器底部，完成浓缩 过程。 过程。浓缩过程产生的二次蒸汽可与浓 缩液并流进入汽液分离器排除。 缩液并流进入汽液分离器排除。
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