打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
教授说:只做好事不留名,这些蒸发器的技术都拿去吧
小七导读


前些天小七一直在追踪一位“只做好事不留名”的大学教授,终于在今天弄到“大师”发来的干货,不多说,直接“上菜”。

1.标准蒸发器 

标准蒸发器属于自然循环蒸发器,其结构如图3-1所示。它由加热室和蒸发室组成。加热室内布有直径DN25到65的加热管,加热管长0.6~2 m。在管束中间有一直径较大的中央降液管。此管截面积为加热管总截面的40~100 %。


由于中 央降液管和加热管内料液有重度差,使料液在加热管和降液管间不断循环,从而提高了蒸发的传热效果。这种蒸发器总传热系数范围为580~3000(W/m2·K)。      


这种设备适于结垢不严重,有少量结晶析出和腐蚀性较小的溶液。设备传热面可达数百平方米。



2.标准式强制循环蒸发器 


结构示意见图3-2。它是在标准型的中央循环管内加一螺旋桨,以增强料液循环,使循环速度从0.5 m/s提高到1~1.5m/s,显著改善了传热。总传热系数可达1160~5800(W/m2·K)



3.悬筐蒸发器 


结构示意见图3-3。其加热管束可取出后清理,用备用管束替换,以节约清洗时间。加热蒸汽从位于中央的一根多孔管进入,均匀吹入各加热管间。加热管束和罐内壁形成的环形通道是循环料液的下流通道。其传热面积一般在100m2以下,总传热系数为600~3500(W/ m2·K)。



4.自然循环外加热式蒸发器 


结构示意见图3-4。它由列管加热器、蒸发室、循环管三个部分组成。若蒸发时产生结晶,应在循环管下口加液固分离器。料液在蒸发器内循环速度小于1m/s,循环的动力是循环管和加热管内液体的重度差。


这种蒸发器传热面积常为数百平方米甚至上千平方米。一个蒸发室可配有1~4个加热室。加热管较长,其长径比L/d =60~110,总传热系数为1900~3500(W/ m2·K)。这种设备的缺点是设备较高,由于料液在管内液柱较高,提高了下部液体的沸点,故要求加热温差大,因而限制了多效使用。



5.列文蒸发器 


结构示意见图3-5,它属于加热管式外沸腾的自然循环蒸发器。其特点是在加热室的上部,加一段2.7-5m高的支撑段和稳流段,使加热室中溶液承受较大的液柱静压,加热室中的溶液不致沸腾,只有在当静压较低的稳流段中才开始沸腾汽化。


在加热管中没有沸腾汽化,就可以减轻或避免溶质在加热管内结晶析出,减轻加热管的结垢和堵塞。溶液循环全靠支撑段和稳流段内料液与循环管内料液的重度差。


为了减少循环系统阻力,要求循环管的截面积F:大于加热管的截面积。这种蒸发器循环速度可达1.5~2m/s,总传热系数为1300~2300(W/ m2·K)。加热管的长径比L/d = 100~120。 列文蒸发器应保持在较大温差下操作,否则由于温差小,循环速度显著减小,热交换效率也相应减小。



6.强制循环型长管蒸发器 


结构示意见图3-6。其特点是料液靠泵强制循环,循环速度达2~5m/s 。料液通过加热管热至沸点,在蒸发室内闪蒸。


由于此型设备属管外浓缩,同时料液在管内流速大,因此适于蒸发有结晶析出或易结垢的物料。其传热效果好,总传热系数为930~5800(W/m2·K)。此型设备动力消耗大,每平方米加热面积动力消耗为0.4~0.8kW,因而这种蒸发器加热面积不宜设计太大。



7.升膜蒸发器 


结构示意见图3-7。这种蒸发器亦称竖式长管蒸发器(LTV)、热红吸蒸发器。其结构和列管换热器一样,不同之处是它的加热管长径比要求为L/d = 100~300,这是因为这种蒸发器属于单程蒸发,料液通过管后,一次即应达到要求,所以要求管长较大。


二次蒸气在管内流速很大,常压下为20~30m/s,减压下为80~200m/s。二次蒸汽在管内高速螺旋上升,将料液贴管内壁拉曳成薄膜状,薄膜料液上升必须克服重力及与壁的摩擦力,因此不适于粘度大的液体,一般料液粘度小于50kPa·s。


这种类型的蒸发器适子热敏性物料,不适于有结晶析出或易结垢的物料。 


升膜蒸发器一般为单流型(即一次通过即可完成浓缩)。对非热敏性物料,浓缩比要求大时,亦可设计成循环型。升膜式蒸发器总传热系数为600~6000(W/ m2·K)。



8.降膜蒸发器 


这种蒸发器结构与升膜式蒸发器结构大致相同,见图3-8。蒸发器料液自顶部加入,因顶部有液体分布装置,故每根管都可以均匀地得到液体。


二次蒸汽与浓缩液一般并流而下,因二次蒸汽作用,料液沿管壁呈膜状流动,液膜下流不需克服重力反而可利用重力,因而可以使粘度大的溶液蒸发。加热管长径比L/d=100~250,总传热系数为1200~3400(W/ m2·K)。这种蒸发器料液从上至 下即可浓缩完了,若一次达不到浓缩指标,也可用泵将料液循环进行蒸发



9.固定刮板式蒸发器 


固定刮板式蒸发器分立式和卧式两种。立式又有升膜和降膜之分,其结构见图3-9,图3-10。这种蒸发器外壳有夹套,内通蒸汽加热。壳体内有马达带动的立式或卧式旋转轴,轴上刮板。刮板外缘与筒内壁间隙约为0.8~2.5mm。


料掖进口与器璧呈切线方向。料液进入后经转轴上的料液分配盘均布于内壁四周。由于重力和刮板离心力的作用,料液在内壁形成螺旋下降或上升的薄膜(立式),或螺旋向前的薄膜(卧式)。蒸发器的二次蒸汽自顶端排出。 


这种蒸发器适用于高粘度热敏性物料的蒸发,同时也适用于易结晶、结垢和含悬浮物的料液蒸发。料液在蒸发器内停留时间为数秒至数十秒,刮板转速为100~600 r/min。1m2传热面积动力消耗定额为1.5~8 W/ m2·K,刮板与器壁间隙越大,料液粘度越小则动力消耗愈小。由于这种蒸发器单位体积内传热面积小,因而限制了传热面过大,每台传热面积一般在10m2以下。 


由于这种蒸发器的内壁与刮板的间隙不能过大,因此在加工上对筒体椭圆度和旋转轴的同心度都有严格要求。




10.活动刮板式蒸发器 


结构示意见图3-11。其操作原理与固定刮板式相似,不同的是刮板为多段式,刮板活动地安装在轴上,由枢轴带动而旋转。由于离心力,刮板紧压在传热面上,所以薄膜厚度极薄,可小到0.03mm,有利于高粘度物料的蒸发。


活动板式蒸发器液膜厚度根据料液粘度不同、转轴转速不同相应变化。如果刮板边缘镶上耐磨材料,如聚四氛乙烯板等,刮板可直接接触内壁,蒸发器成为刮壁型。这样不但防止给垢、晶析,还可降低筒体椭圆度和轴安装的同心度的要求。这种刮壁型蒸发器,刮板周边速度一般取3~5 m/s。



11.甩盘式薄膜蒸发器 


这种蒸发器可分为同径和异径两种,其结构示意见图3-12。其中(a)是一种改良的降膜蒸发器。


通常的降膜式蒸发器中,传热管上部液膜分布均匀,到长管中部以后,料液因浓缩而减少,粘加大,容易产生偏流、絮流,因而管璧上有可能产生干壁、局部过热。


而甩盘式蒸发器系利用旋转轴上几个圆形甩盘,使料液在蒸发过程中多次重新分配成膜。另外,考虑到料液在蒸发过程中,不断被浓缩减少,蒸发器下半部因料液不足不能润湿全部壁面,产生干壁现象,因此制成异径甩盘式,如周3-12(b)。 


甩盘式蒸发器不适用于高枯度或有晶析、易结垢料液的浓缩,同时由于单位体积传热面积小,这种蒸发器的处理量受到限制。


图3-12甩盘式薄膜蒸发器结构示意图 


12.多级闪蒸和多室蒸发 


多级闪蒸简称MSF,多用于碱回收和海水淡化。这种设备的主要优点是传热些上无沸腾和汽化现象。汽化是在空的闪蒸室内进行,因而避免在加热表面形成污垢。


此外,由于采用多级原理、可节省加热蒸汽。海水淡化中,每公斤加热蒸汽可得淡水1.2kg。


多级闪急蒸发装置的主体是一排用隔板分开的多个蒸发室(图3-13 ),室内的蒸汽压力自左至右逐级下降。


预热到温度T的料液依次逐级进入各蒸发室,由于室内的压力低于料液的饱和压力,一部分溶剂急剧沸腾汽化,使溶质残留于溶液中,所以料液的温度逐级下降(图3-14),而其浓度则逐级增加。


蒸发室的上部设列管冷凝器,闪蒸的蒸汽在管外冷凝,冷料液在管内自右至左逆向被逐级加热到温度t1,以充分回收热量。料液在加热器中用加热蒸汽进一步加热到to后就可以逐级闪蒸。因为料液的蒸发潜热较大,而显热变化有限,所以料液在装置中的循环量很大。 




由于闪蒸室是空室,因溶剂蒸发而析出过量溶质引起的结垢问题,不会导致很严重的影响,在加热溶液的表面,因为没有沸腾汽化,很少析出溶质或垢层,因而得以保持洁净。这种装置广泛用于易生垢层的海水淡化,和印染行业的碱液回收工艺中。


1.小七云盘关于蒸发结晶都放了什么呢?小七放出部分内容,看你到底心动不心动?



本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
蒸发器集结号
全面讲解蒸发器的的结构、性能特点及选型技巧(图文并茂)
17种蒸发、结晶设备结构及工作原理图解,欢迎分享!
收藏|22张动图,讲述10大类工业蒸发器,涨见识了!
第五章蒸发(1)
药剂学笔记:浓缩与干燥-浓缩
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服