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按溶液在蒸发器中的运动状况分类

按溶液在蒸发器中的运动状况分类

发布日期:2017-05-02 00:00 来源: 点击:

氨水蒸发器厂家

通过加热使溶液浓缩或从溶液中析出结晶的设备。一般溶液是含有不挥发性固体溶质的稀水溶液,将溶液加热到沸腾,使部分溶剂汽化,即可提高溶液中溶质的浓度,如工业上制取烧碱、食盐和糖都要用蒸发器来处理;另外,蒸发器也可用于溶剂的提纯,如淡水的制取。蒸发器的热源,主要是饱和蒸汽,也用烟道气、火和太阳能等。

 氨水蒸发器厂家:蒸发器按操作压力分有常压、加压和减压 3种。

按溶液在蒸发器中的运动状况分有:

①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。

②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、升-降膜式、搅拌薄膜式和离心薄膜式等。

③直接接触型:加热介质与溶液直接接触进行传热,如浸没燃烧式蒸发器。

  中央循环管式蒸发器  由加热室、蒸发室和分离室3部分组成。加热室实际上是个换热器,管内的溶液被管间的蒸汽(加热蒸汽,也称一次蒸汽或新鲜蒸汽)加热,达到沸腾,上升进入蒸发室。溶液压力降低,溶剂大量汽化,形成蒸汽(称为二次蒸汽)。未汽化的溶液进入大直径的中央循环管下行,由于它与周围小直径加热管中的汽液两相流之间存在着密度差,形成了定向的循环流动,从而又转入周围加热管中被加热蒸发,浓缩液由底部卸料阀排出。蒸发室具有一定的高度(称为分离空间),以使蒸汽中的大液滴自然降落,进行初步分离,分离空间一般取800毫米左右。经初步分离的二次蒸汽,进入分离室,以进一步分离细液滴,减少机械夹带损失。

在蒸发过程中,应注意到

①在加热室中,溶液的沸点随着溶液浓度的增加而升高,且随所处位置高度的不同而有差异,该位置以上的液柱越高,则静压越大,沸点越高。这样,加热蒸汽与溶液之间的有效温差就越小。

②为了保持较高的传热系数,溶液侧的管壁要力求洁净、不结污垢和定期清洗;在管外侧的加热蒸汽空间,特别是在某些死角,应设有不凝性气体的排放口,以免该气体积聚而影响传热。这种蒸发器又称为标准式蒸发器。它的特点是因改善了溶液的循环,而提高了传热效率,并可减少结垢,且结构简单、制造方便。这种蒸发器常用于制糖工业中。

  悬筐式蒸发器  这种蒸发器的加热室是一个独立的筐式构件,可悬挂(或支托)在蒸发器器壁上,故名为“悬筐”。悬筐式蒸发器也是一种常用的循环型蒸发器,其加热室中仅有立式列管束而无中心管,利用加热室与器壁之间的环形截面空间作为溶液的循环回路。由于环隙流道的截面积较大,溶液的循环较好,传热效率较高;且加热室的一端可自由膨胀,避免了管子与管板之间的温差应力。由于加热室易于更换,悬筐式蒸发器常用于烧碱工业中。

  外热式蒸发器  这种蒸发器加热室置于蒸发室之外。这样,不仅可降低整个蒸发器的高度,且便于清洗和更换。它的加热管束较长,一般在5米以上,且循环管又不受热,管中全为液相,故循环速度也较大,传热效率较高,晶粒不易结垢。但加热管束的上部易被磨损和堵塞。

  列文式蒸发器  它的原理是在20世纪50年代由苏联P.E.列文提出的。他把加热室降低,并在加热室与蒸发室之间设置支撑段和稳流段,因而能在高液位下操作(图2)。这样在加热室建立了相当的液位静压,以提高溶液的沸点,使溶液在加热室中只加热升温而不沸腾(控制其温度约低于沸点2~3℃),因而也就不会有晶粒析出。当溶液上行时,经支撑段和稳流段到蒸发室,压力降低,沸点也降低,即行沸腾蒸发,晶粒析出,这样就避免了在加热管壁上结垢。因为溶液循环速度高达2米/秒以上,故须在加热室上方出口处设置稳流段,以使液流分散,避免发生"水击"。列文式蒸发器主要用以蒸发有晶粒析出的溶液。

  强制循环式蒸发器  这是一种用泵强制溶液作循环流动的蒸发器。循环泵多数外置,但也有内置的。在循环泵外置的加热室中,溶液是自下而上流动的;而在循环泵内置的加热室中,溶液是自上而下流动,然后穿过加热室与器壁之间的环隙向上,经泵后面的导向隔板,引入循环泵,向下循环流动。在加热管束的下方,也有导向隔板,以使液流均匀和减少阻力。

氨水蒸发器厂家采用强制循环的目的是:

①强化传热。用于小温差条件下的蒸发,溶液沸点高出3~5℃的低位能蒸汽也可利用;而自然循环的蒸发温差,一般都在7~10℃以上。

②减少结垢。溶液在3米/秒左右的高速下,其中小晶粒难以沉积,且在加热管中溶液实际上并不沸腾,故小晶粒也不会长大。

  升膜式蒸发器  这种蒸发器加热室内有许多垂直长管组成的管束。常用的加热管直径内25~50毫米,管长和管径之比约为100~150。溶液经预热后在加热室的下部引入,在管内上行的过程中,被管间的蒸汽加热,迅速沸腾汽化,形成大量的汽泡,汽泡带着溶液上升,在管壁形成高速流动的液膜。为了能有效地成膜,上升蒸汽的速度应维持在一定值以上,如常压下适宜的出口汽速一般为20~50米/秒,减压下的汽速将更高。带有大量液沫的汽流,进入蒸发室,分出的浓缩液与从分离室中分出的液滴相混,作为产品由下端排出。升膜式蒸发器的特点是:传热系数大,传热效率高,在加热面上的停留时间短,适合于中等粘度和浓度的、有起泡倾向的、热敏性溶液的蒸发;但对于太浓的、在沸腾区将有结晶析出的溶液,则不适宜。

  降膜式蒸发器  这种蒸发器加热管的上端,装有带螺旋线沟槽的液体分布器。溶液由上部加入,经分布器的沟槽作螺旋线运动而散布于管壁,形成液膜,借重力下流并受热蒸发。由于蒸发室内的压力低于加热室,在加热管中的蒸汽也就受到蒸发室的抽吸而向下流动(与液膜同向),并使之加速。溶液在加热管中的停留时间同升膜式的差不多,这种蒸发器的用途也与升膜式相似。

  升-降膜式蒸发器  这种蒸发器将升膜和降膜组装在一个外壳中。预热后的溶液先经升膜加热室上升,然后由降膜加热室下降,最后在分离室中与二次蒸汽分离即得浓缩液。这种蒸发器大多用于在操作过程中溶液的粘度变化较大,溶液中水分蒸发量不大和厂房高度有一定限制的场合。

  搅拌薄膜式蒸发器  这种蒸发器带有机械搅拌扫膜装置。机械搅拌扫膜装置是个转子,由转轴和桨叶构成,工作时桨叶能把溶液涂布在传热面上呈薄膜状,由于转子是转动的,薄膜就被频频更新而强化传热。桨叶有很多形式,如平板、螺旋片和圆柱形等;桨叶在转子上的位置,可以是固定的,也可以是浮动的;转子与筒壳之间的径向间隙,也有固定、可调和自平衡零间隙之分,以适应不同粘度溶液的需要。料液由蒸发器上部沿切线方向加入,在重力和旋转桨叶刮带下,溶液在筒壳内壁形成旋转下降的薄膜,并不断受热蒸发而下降,在底部得到浓缩液。搅拌薄膜式蒸发器主要用来处理热敏性的、高粘度的、有起泡和结垢倾向的溶液。

 

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