從這篇文章起,我們會(huì)介紹我在第一篇文章中提到的單程型蒸發(fā)器,回顧一下,單程型蒸發(fā)器有升膜式、降膜式、攪拌薄膜式和離心薄膜式等。在接下來(lái)的三四篇文章中,我們會(huì)對(duì)著幾種蒸發(fā)器一一介紹。首先我們從升膜式開(kāi)始說(shuō)起。
A:物料進(jìn)口B:冷凝水出口C:蒸汽進(jìn)口D:濃縮液出口E:二次蒸汽出口
升膜式蒸發(fā)器又稱爬升膜蒸發(fā)器,它的加熱室由單根或多根垂直管組合而成,加熱管長(zhǎng)徑比一般為100~150,管徑一般在25~50mm之間。原料液必須經(jīng)預(yù)熱達(dá)到沸點(diǎn)或接近沸點(diǎn)后,通過(guò)加熱室的底部引入管內(nèi),然后被高速上升的二次蒸汽(不應(yīng)小于10m/s,一般為20~50m/s,減壓下可高達(dá)100~160m/s或更高)帶動(dòng),沿這壁面的邊,呈膜狀流動(dòng),在上升過(guò)程中邊流動(dòng)邊進(jìn)行蒸發(fā),在加熱室頂部達(dá)到所需濃度,然后完成液從分離器底部排出。它的原理就是虹吸泵的原理,根據(jù)在沸騰過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽氣泡的升力,液體和蒸汽并流向上流動(dòng),同時(shí),產(chǎn)生的蒸汽量增加,從而,在管壁上產(chǎn)生流動(dòng)的膜,即液體向上“爬”。并流向上運(yùn)動(dòng)有助于在液體中產(chǎn)生高度的湍流。若將常溫下的液體直接引入加熱室,則在加熱室底部必有一部分受熱面用來(lái)加熱溶液使其達(dá)到沸點(diǎn)后才能汽化,溶液在這部分壁面上不能呈膜狀流動(dòng),而在各種流動(dòng)狀態(tài)中,又以膜狀流動(dòng)效果最好,故溶液應(yīng)預(yù)熱到沸點(diǎn)或接近沸點(diǎn)后再引入蒸發(fā)器。
需要注意的是,進(jìn)入升膜式蒸發(fā)器中料液的溫度必須大于或等于蒸發(fā)溫度,否則料液在蒸發(fā)器底部必有一部分受熱商用來(lái)加熱料液使其達(dá)到沸點(diǎn)后才能汽化蒸發(fā),不僅如此,低溫的物料進(jìn)入蒸發(fā)器不能馬上形成液膜,而且在泵及真空的作用下會(huì)以液柱的形式上升,從而降低了蒸發(fā)效率。因此,低于沸點(diǎn)溫度的料液要經(jīng)過(guò)預(yù)加熱到沸點(diǎn)或沸點(diǎn)以上溫度方可進(jìn)入蒸發(fā)器,這樣蒸發(fā)參數(shù)才會(huì)很快達(dá)到要求并穩(wěn)定。
這種蒸發(fā)器,溶液只需一次通過(guò)加熱管即可達(dá)到所要求的濃度,所以這種蒸發(fā)器適用于濃縮程度不高的稀溶液及熱敏性物料,不適用于高粘度、有晶體析出和易結(jié)垢的溶液。
因?yàn)檫@種蒸發(fā)器屬于單程型蒸發(fā)器,所以當(dāng)蒸發(fā)參數(shù)穩(wěn)定后,料液在蒸發(fā)器中是不會(huì)進(jìn)行循環(huán),也就是說(shuō)一次進(jìn)料一次出料即能達(dá)到設(shè)計(jì)蒸發(fā)要求。所以,這種蒸發(fā)器的優(yōu)缺點(diǎn)就顯而易見(jiàn):
優(yōu)點(diǎn):溶液停留時(shí)間短,故特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā);溫度差損失較小,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大。
缺點(diǎn):設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)時(shí)不易成膜,熱流量將明顯下降;不適用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)。