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其主要缺点是:对进料负荷的波动相当敏感,当设计或操作不适当时不易成膜,此时,对流传热系数将明显下降。3.刮板式蒸发器蒸发器外壳内带有加热蒸汽夹套,其内装有可旋转的叶片即刮板。刮板有固定式和转子式两种,前者与壳体内壁的间隙为0!5~5mm,后者与器壁的间隙随转子的转数而变!料液由蒸发器上部沿切线方向加入(亦有加至与刮板同轴的甩料盘上的).由于重力、离心力和旋转刮板刮带作用,溶液在器内壁形成下旋的薄膜,并在此过程中被蒸发浓缩,完成液在底部排出.
溶液通过加热室时,在管壁上呈膜状流动,故习惯上又称为液膜式蒸发器。根据物料在蒸发器中流向的不同,单程型蒸发器又分以下几种!1.升膜式蒸发器其加热室由许多竖直长管组成!常用的加热管直径为25~50mm,管长和管径之比约为100~150!料液经预热后由蒸发器底部引入,在加热管内受热沸腾并迅速汽化,生成的蒸汽在加热管内高速上升,一般常压下操作时适宜的出口汽速为20~50m/s,减压下操作时汽速可达100至160m/s或更大些.
蒸发器的工作原理和作用,蒸发设备紧凑,占地面积小,所需空间也小.又可省去冷却系统!对于需要扩建蒸发设备而供汽、供水能力不足、场地不够的现有工厂,特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合,可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。蒸发器通过加热使溶液浓缩或从溶液中析出晶粒的设备!主要由加热室和蒸发室两部分组成!加热室向液体提供蒸发所需要的热量,促使液体沸腾汽化;蒸发室使气液两相完全分离!加热室中产生的蒸气带有大量液沫,到了较大空间的蒸发室后,这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离!
通常除沫器设在蒸发室的顶部!蒸发器按操作压力分常压、加压和减压。按溶液在蒸发器中的运动状况分有:循环型!沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面,如中·央循环管式、悬筐式、外热式、列文式和强制循环式等。单程型!沸腾溶液在加热室中一次通过加热表面,不作循环流动,即行排出浓缩液,如升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心薄膜式等.直接接触型!加热介质与溶液直接接触传热,如浸没燃烧式蒸发器。蒸发装置在操作过程中,要消耗大量加热蒸汽,为节省加热蒸汽,可采用多效蒸发装置和蒸汽再压缩蒸发器。
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由于环隙面积约为加热管总截面积的100至150%,故溶液循环速度比标准式蒸发器为大,可达5m/s!此外,这种蒸发器的加热室可由顶部取出进行检修或更换,而且热损失也较小。它的主要缺点是结构复杂,单位传热面积的金属消耗较多.3.列文式蒸发器上述的自然循环蒸发器,其循环速度不够大,一般均在5m/s以下。为使蒸发器更适用于蒸发粘度较大、易结晶或结垢严重的溶液,并提高溶液循环速度以延长操作周期和减少清洗次数!
这种循环,主要是由溶液的密度差引起,故称为自然循环!这种作用有利于蒸发器内的传热效果的提高.为了使溶液有良好的循环,中·央循环管的截面积一般为其它加热管总截面积的40~1·0·0·%;加热管高度一般为1~2m;加热管直径在25~75mm之间!这种蒸发器由于结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等优点,应用十分广泛!但是由于结构上的限制,循环速度不大!加上溶液在加热室中不断循环,使其浓度始终接近完成液的浓度,因而溶液的沸点高,有效温度差就减小!
由于引起循环的原因不同,又可分为自然循环和强制循环两类!中·央循环管式蒸发器这种蒸发器又称作标准式蒸发器。它的加热室由垂直管束组成,中间有一根直径很大的中·央循环管,其余管径较小的加热管称为沸腾管!由于中·央循环管较大,其单位体积溶液占有的传热面,比沸腾管内单位溶液所占有的要小,即中·央循环管和其它加热管内溶液受热程度不同,从而沸腾管内的汽液混合物的密度要比中·央循环管中溶液的密度小,加之上升蒸汽的向上的抽吸作用,会使蒸发器中的溶液形成由中·央循环管下降、由沸腾管上升的循环流动!