大型管外降膜蒸发器多层淋降式分布器的设计
降膜式蒸发器液体分布装置的结构优化设计
蒸发器设计较为简单，不容易出现结垢，稳定性比较好，适合大流量的操作，在很多浓缩领域应用比较广泛，如果汁等行业。
3 基本结构盘式分布器一般可以分为两个部分：其一，初始分布装置通常是圆形或者弧形迎料板等结构；其二，分布盘上则是开有一定数量、一定大小、按一定规律分布的筛孔，这样就能够将流过筛孔的布料，按照一定规律进行布料，提高了布料的效率，也能确保布料的均匀分布。
因此根据分布盘的数量多少来分为二级盘式分布、三级盘式分布器以及多级盘式分布器。
但是过多的分布盘会使得设备的高度相应增加，分布盘之间的间距及相对平行度难以保证。
大量的实际应用表明一般二级盘式分布器及三级盘分布器已能满足分布要求。
图1为三级盘式分布器的基本结构，由迎料板和两个多孔筛板分布盘组成。
通常我们把上分布盘称为分布堰，下分布盘称为分布盘。
操作时，料液从进料管流到迎料板，再由迎料板分散开来落到分布堰，经过分布堰的筛孔落到分布盘上，再由分布盘上的筛孔落到管板的管桥上，最终流入降液管内。
分布盘上设置有平衡管(升气导管)，其管口与降液管一一对应，以防止蒸发过程中产生的二次蒸汽对分布盘上下落的料液产生扰动，确保料液平稳均匀布膜。
图1 盘式分布器结构0 引言降膜蒸发器因蒸汽利用率高、易于处理热敏性物料等优点，被广泛应用在化工、制药、乳品、饮料等领域[1-3]。
降膜蒸发器良好运行的条件之一是液体沿降液管均匀分布，其中，布液系统是其中的关键，系统是否稳定、设计是否合理，对于蒸发器的作用发挥具有重大的影响[4]。
液体分布装置是降膜蒸发器关键部件之一，也是布液系统的重要组成部分。
本文将在阐述液体分布装置的设计基本要求、结构选型等内容的基础上，重点对其盘式分布器进行结构优化设计。
1 设计基本要求对于液体分布装置来说，在设计的过程中，应当把握好一些基本的原则和要求。
一是装置设计应当要以料液分布均匀为基础，只有做到分布均匀，才能够保证料液不偏流，避免降液管干壁的情况发生。
关于降膜蒸发器的布膜器的设计研究
48化工设计2023，33（2）CHEMICAL ENGINEERING DESIGN关于降膜蒸发器的布膜器的设计研究亓建伟* 刘群世 秦 静 叶 亮 李碧仙 王 莉 中国成达工程有限公司 成都 610041摘要 降膜蒸发器的大型化和应用日益广泛，本文对其关键部件-布膜器进行深入研究，通过对布膜器的结构参数和工艺参数的分析，使降膜蒸发器更好地服务于用户。
关键词 降膜蒸发器 布膜器 蒸发在石油化工装置中，为了提高传热效率，采用降膜蒸发器是一个解决办法。
降膜蒸发器具有物料停留时间短、阻力降低、传热效率高、蒸汽利用率高、结垢少等优点，广泛用于化工、轻工、食品、制药等行业中。
1 降膜流动及降膜蒸发的原理1.1 降膜流动原理降膜流动是一种两相流。
管内液体在重力、离心力及剪切力的作用下，沿着管内壁下滑。
液体薄膜沿着某种形式的固体壁面流动，同时液体薄膜由于受热蒸发变成蒸汽，此蒸汽即为二次蒸汽，在加热管内形成气液两相流动。
薄层流体在重力作用下沿倾斜或垂直壁面运动，在开始的一段距离内，运动是加速的，速度分布沿流动方向发展，和管流时一样，也可称这一段为进口段。
经历这一段后，速度分布恒定，沿流动方向的流动特性不再变化。
降膜流动是有自由面的运动，了解这种流体运动的主要困难在于，膜流动的许多特性又都和自由面有关，不能预先准确地确定自由面的位置，而由于自由面的存在，液膜内流动状态的基本类型可以概括为层流、波动层流、湍流及波动湍流等。
1.2 降膜蒸发原理降膜蒸发器内的热传递过程可以简化为如图1的一个局部模型，图中阴影区域为降膜蒸发器内换热管壁的剖面示意图。
热流体和冷流体分别流经换热管内外两侧壁面，并通过换热管壁实现热量的传递。
图1 换热管局部传热过程示意图在换热管的外壁表面通蒸汽，而在换热管的内壁表面，进入降膜蒸发器的液体经过液体分布器的均匀分布，以厚度均匀的膜状形式沿着内壁表面流下。
蒸汽与温度相对较低的换热管外壁在其界面处发生热传递，部分热量从热的蒸汽传递给壁面。
管膜降式蒸发器结构
板管孔切割造成的加热管早期损坏。
4、加热管与管板采用液压胀接，避免了因焊接形成的应力集中和运行中的应力 腐蚀。同时便于运行多年后，用户能简便地自行更换损坏的加热管。
◆分离室
在稳定的循环流量下，溶液在分离室中形成一个液面，经 加热后达到本效沸点的溶液在此进行大量的“扩容闪蒸” （也叫做“自蒸发”）， “二次蒸汽”从液面逸出的速度 根据各效热工状态的不同而相差极大，逸出速度愈高，将 不可避免的携带少量溶液，即生产中所说的“二次蒸汽带 料”，设计中正确选择各效最适宜的二次蒸汽逸出速度， 以确定该效分离室的基本结构，保证该效应该达到的蒸发 量以及二次蒸汽冷凝水的质量，是设计中必须解决的一个 重要的问题。分离室内的高效除沫装置以及锥形夹层结构 是管式降膜蒸发器设计上的专有技术。
管式降膜蒸发器
课程主要内容
◆主要结构 ◆控制原理 ◆清洗要点
主要结构
◆布膜室
位于蒸发器的最顶部，在上封头内由三级塔形分 配器和布膜器组成；其功能是将循环进入布膜室 的溶液进行多级均匀分配后由重力自然成膜，液 膜必须要均匀、稳定，不能在加热管内干膜或断 膜。以保持高的传热系数。在溶液高浓度蒸发， 有结晶固体析出的条件下，不堵塞，仍能保持正 常的工作状态。
◆延缓措施
管式降膜蒸发器的特性及结构特点，决定其不利于蒸发高 浓度碱液，目前实际操作时控制管式降膜蒸发器出料的浓 度范围为195~225 g／L，即将浓度控制在没有碳酸碱结晶 析出，避免加热管的结垢。 管式一效蒸发器处于高温高浓度碱液环境．高温有利于铝 硅酸钠的析出，温度过高时甚至出现脱硅反应。在操作中 杜绝一效蒸发器汽室的加汽压力过高，尤其要杜绝操作中 一效蒸发器的汽室、液室温差过大。在管式降膜蒸发器的 运行周期内，一效蒸发器的加汽量划分为i个阶段，即洗罐 的初、中、末阶段，根据一效蒸发器的温差、运行时间、 蒸水状况进行确定。
一种降膜蒸发器分布器的制作方法
一种降膜蒸发器分布器的制作方法降膜蒸发器分布器是一种用于在降膜蒸发过程中均匀分布液体的装置。
它的制作方法可以分为以下几个步骤。
需要准备制作分布器所需的材料。
一般来说，分布器可以使用不锈钢、塑料或陶瓷等材料制作。
选择合适的材料取决于具体的工作条件和要求。
接下来，根据设计要求绘制分布器的形状和尺寸。
分布器通常是一个带有许多小孔或槽的板状结构。
在绘制分布器的过程中，需要考虑液体的流动特性和均匀分布的要求，确保分布器能够有效地将液体均匀分布到整个蒸发器的表面。
然后，使用适当的工具和设备将绘制好的分布器形状切割出来。
根据材料的不同，可以使用切割机、激光切割机或其他合适的切割设备进行切割。
确保切割出来的分布器形状准确无误。
接下来，根据设计要求，在分布器表面进行必要的加工和处理。
例如，可以使用钻床或冲压机等设备在分布器上钻孔或冲出槽，以实现液体的均匀分布。
加工和处理的具体方法取决于分布器的形状和设计要求。
进行分布器的组装和安装。
将切割好并加工处理过的分布器与蒸发器的其他部件进行连接和固定。
确保分布器与其他部件之间的连接牢固可靠，并且分布器能够正常工作。
需要注意的是，在制作降膜蒸发器分布器时，应严格按照设计要求进行操作，避免出现任何偏差或错误。
此外，在使用过程中，还应定期检查和维护分布器，确保其正常运行和长久使用。
降膜蒸发器分布器的制作方法包括准备材料、绘制分布器形状、切割分布器、加工处理分布器和组装安装等步骤。
通过合理的制作方法和严格的操作，可以制作出高质量的降膜蒸发器分布器，满足工业生产中的液体均匀分布需求。
详解干式、满液式、降膜式蒸发器
干式、满液式、降膜式蒸发器工作原理与结构干式蒸发器干式蒸发器制冷剂在换热管内通过，冷水在高效换热管外运行，这样的换热器换热效率相对较低，其换热系数仅为光管换热系数的2倍左右，但是其优点是便于回油，控制较为简便，而制冷剂的充注量大约是满液式机组充注量的1/2～1/3左右。
满液式蒸发器满液式蒸发器与干式蒸发器的运行方式恰好相反，冷水在换热管内通过，制冷剂完全将换热管浸没，吸热后在换热管外蒸发。
满液式蒸发器的传热管表面上有许多针形小孔，管内表面上还有螺旋形凸起强化冷水侧的换热。
这种同时强化管外沸腾和管内传热的高效传热管，使其传热系数较光管提高了5倍左右。
降膜式蒸发器降膜式蒸发器，也称之为喷淋式蒸发器，这种换热器与满液式蒸发器相似，但是它又与满液式蒸发器有区别。
这种蒸发器的制冷剂是从换热器的上部喷淋到换热管上，制冷剂只是在换热管上形成一层薄薄的冷剂液膜，这样冷剂在沸腾蒸发时便减少了静液位压力，从而提高了换热效率，其换热效率较满液式机组提高了5左右。
降膜蒸发是流动沸腾，由于管外表面的液膜层厚度小，没有静压产生的沸点升高，传热系数高。
而满液式蒸发（也就是沉浸式蒸发）产生的气泡易于集聚在换热管的表面，导致换热效率下降，其换热效果不如降膜蒸发。
总的来说降膜蒸发属于小温差情况下，但要防止结垢，影响传热效率。
“冷水机组”，是对一种制冷机组的习惯命名法，这种“冷水机组”一般用于中央空调的冷源，或者空调工况的制冷，输出的是低温的冷水，通常叫做“冷冻水”，故而得名。
一般把只能制冷的叫做冷水机组，而能同时制热的，我们叫做“热泵”机组。
而“满液式”是指机组所用的“壳管式蒸发器”采用了“满液式蒸发器”的形式，这是区别于“干式”、“降膜式”的一种壳管式蒸发器。
它的“壳程”内走制冷剂循环，“管程”内走冷冻水循环，从剖面上看，就好像是筒体里有大半筒制冷剂，而走水的管束浸泡在制冷剂里。
它和“干式蒸发器”刚好相反，干式的是“管程”走制冷剂，“壳程”走水，好比制冷剂管束浸泡在水里。
大型降膜蒸发器液体分布器的设计_朱玉峰
105
第 23卷第 1 期
朱玉峰等 : 大型降膜蒸发器液体 分布器的设计 料液密度 , kg /m 3; 表面张力 , N /m。 5. 2 ( 1) 最小液位高度 能使盘式分布 器稳定 操作 的分布 盘上 最小 的液位 高度 称为 最小液位高度 , 用 hm in 表示。 当分布盘上的液位高度 h 低 于 hm in 时 , 分 布盘上的 液体流 动不稳 定 , 分布盘 的加工 误差 和安装误差对液体分布 效果影响显著加大 , 此时分布 器的分 布效果急剧下降。 为此 , 实 际操 作时分 布盘 上的 液位应 控制 在最小液位高度之上。 为使盘式分布器和降膜蒸发 器均能稳定正 常地工作 , 必 须保证分布盘上的 液位 高于最 小液 位高 度 hm in 且液体 的喷 淋量不得小于最小降流 强度 qm in , 两者缺一不可。 在小流量操 作时 有可能出现当分布盘上液位高于 hm in 时而降流强度 q小 于 qm in 的情况 , 这时蒸发器实际上已不能 正常操作 , 应特别引 起注意。
பைடு நூலகம்
104
机械与设计
的喷头 , 它的作用是实现料液的初始 分布。分布盘 底部的筛 板上按一定规律开 有筛 孔 , 料液 流经筛 孔实 现多点 布料 , 达 到均匀分布的目的 [ 8~ 9] 。为了使料液 分布更加均 匀 , 可采用 一组分布 盘。但 是 , 过多 的 分布 盘会 使 设备 的高 度 相应 增 大 , 一般三盘分布 器足 以满足 分布 要求。大 流量操 作时 , 可 采用一盘或两盘分布 器。 图 1 为笔者设计开发的一种盘式分布 器。它由分散盘和 挡圈组成的初始分布装置 [ 10] 及 3个多孔筛板分布盘组成。操 作时 , 料液从进料管进入分散盘后从分散盘的齿缝溢流 , 经分 散盘与挡圈间的环 隙落到上分 布盘上完 成初始分布 , 再分别 流经上、 中、 下三层分布 盘上的筛板 落到管板 的板桥上 , 溢流 入降液管 , 在其内壁呈膜状流下, 达到均匀布膜的目的。 图 2 导流管结构
详谈降膜蒸发器的分布器
第34卷第4期2020年7月天津化工Tianjin Chemical IndustryVol.34No.4Jul.2020•综述•详谈降膜蒸发器的分布器刘向阳(天津渤化永'化工股*有限公司，天津300450)摘要：本文介绍了降膜蒸发器结构、特点和蒸发原理。
详细对降膜蒸发器的各种分布器进行了介绍。
本文将重点介绍一种用于热敏物质的降膜蒸发器的分离式分布器,供同行参考。
希望对同行就降膜蒸发器和分布器的选用提供一些建议。
关键词：降膜蒸发器；分布器；热敏物质doi:10.3969/j.issn.1008-1267.2020.04.001中图分类号：TQ051.6文献标志码:A文章编号：1008-1267(2020)04-0001-031概述降膜蒸发器是一种常见的蒸发分离设备。
降膜蒸发器一般为立式列管换热器，由分布器、换热器和分离器组成。
管程中液体物料成膜状沿管壁流下，壳程通入加热介质。
具体为液体物料从蒸发器的顶部进入，经过分布器将物料分布成膜状，在重力和压力的共同作用下沿换热管内壁呈膜状下降，在下降的过程中物料与壳程的加热介质进行热交换而被加热，液体物料沿加热管往下流，并被加热，直至加热器底部。
由于压力的作用物料仍未蒸发，热物料进入分离器后由于体积的突，物料被蒸，物成为蒸被分离。
的液体和蒸发的蒸汽进入分离器进行分离，液从分离器底部流，物从顶部，达到蒸发分离的目的。
由于物料成膜状流动，使总传热数，换热同物料是自由体下动，与加热介质，热物质，蒸发的用。
为使物料成膜状，使用分布器，见的种流分布器分布器分布器。
是在加热管口加一流管，用重力和流体的使物料成膜状流动，是的，作为介的重，将介一种用于热物质蒸发的分离式、分布器，物料经过一分离器分布后，在分离分布器沿与换热管同的流下而在换热管中成膜状流动。
由于分布器与换热器管，物料主分布器上，达到热敏物质的。
同行。
2降膜蒸发器的特点2.1降膜蒸发器用被蒸发液体在直管中成膜流动，在的内与热流体进行热交换使物蒸发，达到分离的目的，蒸发：蒸发、的液，.用于蒸发的液。
降膜蒸发器分布器的种类及其异同点
降膜蒸发器分布器的种类及其异同点降膜蒸发器分布器的种类及其异同点降膜蒸发器作为一种高效蒸发设备以其特有的优点逐渐被应用于化工、轻工.食品加工等行业。
一、降膜蒸发器溢流式分布器管子的上端沿管璧切线方向钻孔(图1)或开槽(图2)形成液体通道v液体靠管板上的液位静压而流下一般说,通道数越多,通道越小就越有利于液体沿管壁均勾分布,但通道过小,则易被脏物堵塞通道,一旦通道被堵会引起液体更严重的不均匀分布,同时,通道越小,加工误差所引起的偏差也越大.所以一般取小孔的直径或槽宽为2~～ 3mm,通道数3～4个。
二、降膜蒸发器插头型分布器插头型分布器是在管子顶端放一插头,利用插头与管子内壁间的间隙来促使液体形成液膜。
.插头形式有螺旋沟槽式]∵锥体式[呵、细管式l和空心球式(图3一6)。
液体通过螺旋沟槽时，液体流向变成螺旋形(在过渡段)，管子,这样球与管手间形成的环隙较小;反之,当流量较大时.分布室内的液面高度较大,其位置靠近定距板,这样球与管子间形成较大的环隙,所以空心球式分布器适用于流量有变化的情况.。
三、降膜蒸发器多层淋降板式分布器四、多层淋降板式分布器：是在管板的上方安装几块带孔的分布板(…般为三块),分布板的上方设置一挡板。
液体从设备的顶部进入蒸发器的分布室,先流到挡板上再流到分布板上,经过几块分布板的再分布使液体均匀地分布到管板的板桥间,然后溢流进加热管成膜。
其中分布板上孔的大小和孔的布置是该分布器设计的关键因素。
综合以上几种液体分布器的特点,插头型分布器可以在单根管子内壁形成均匀的液膜,但流动阻力大,易堵管,安装检修不便,所以适用于处理清洁物料。
溢流型分布器的加工精度和安装精度一-般要求较高。
这两种液体分布器的共同特点是只能保证液体在单根管子内璧均匀布膜,不能保证液体在所有管子上分配均匀,尤其当管数很多时会困为大直径管板上的液位差大而破坏液体分布的均匀性,因此,只适用于管数较少的情况。
降膜式蒸发器设计及应用
降膜蒸发器分类：
单效降膜蒸发器、多效降膜蒸发器（双效降膜蒸发器、三效降膜蒸发器、四效降膜蒸发器等）、MVR降膜蒸发器等。
136.一611.二988
降膜蒸发器适用范围：
适用于蒸发后浓度低于饱和浓度值的盐类物料，热敏性、粘滞性、发泡性、浓度较低，流动性较好的物料。
常用于牛奶、葡萄糖、淀粉、木糖、制药、化工、生物工程、环保工程、废液回收等行业进行低温连续式蒸发浓缩，具有传热效率高，物料受热时间短等主要特点。
降膜蒸发器的工作原理：
降膜蒸发是将料液自降膜蒸发器加热室上管箱加入，经液体分布及成膜装置，均匀分配到各换热管内，在重力和真空诱导及气流作用下，成均匀膜状自上而下流动。
流动过程中，被壳程加热介质加热汽化，产生的蒸汽与液相共同进入蒸发器的分离室，汽液经充分分离，蒸汽进入冷凝器冷凝（单效操作）或进入下一效蒸发器作为加热介质，从而实现多效操作，液相则由分离室排出。
降膜蒸发器的系统组成：
各效加热蒸发器、各效分离器、冷凝器、热压泵、杀菌器、保温管、真空系统、各效料液输送泵、冷凝排水泵、操作平台、电器仪表控制柜及阀门、管路等系统组成。
MVR蒸发器工艺流程。
多效降膜式蒸发器的工作原理图文详解
多效降膜式蒸发器是一种先进的蒸发器结构，它可以有效地降低温度，减少物料流失，提高效率和品质。
在工业生产中，多效降到膜式蒸馏器是必不可少的设备之一。
多效降低膜式蒸汽蒸馏器是由多个设备组成的，每个设备都有其独特的工作原理和特点。
该蒸发器的工作原理是将蒸汽从液体中通过一个膜或过滤器，将蒸汽进行蒸馏。
该蒸发处理器的特点是易于操作和维护。
它具有多重过滤和过滤网，可以有效地防止液体中的杂质和污染物。
此外，它还具有自动温度调节功能，可以根据需要调节蒸发器的温度和压力，提高蒸发效果和产品质量。
常用于蒸发浓度和黏度较大的溶液，广泛适用于化工、医药、轻工、食品、石化、冶金、药品等行业。
1、降膜式蒸发器的概述工作原理：物料由加热室顶部加入，经液体分布器分布后呈膜状向下流动。
在管内被加热汽化，被汽化的蒸汽与液体一起由加热管下端引出，经气液分离后即得到浓缩液。
在降膜式蒸发器的操作过程中，由于物料的停留时间很短(约5～10s)，而传热系数很高，因此其较广泛地应用于热敏性物料，也可以用于蒸发粘度较大的物料，但不适宜处理易结晶的溶液。
2、多效降膜式蒸发器的结构多效降膜式蒸发器由蒸发器、预热器、分离器、冷凝器、凝水罐等部件组成，其结构如图所示。
1-预热器；2-冷凝器；3-凝水罐；4-蒸发器；5-分离器；6-循环泵2.1蒸发器蒸发器是列管式的换热器，管程用作液体的流入与流出，壳程用作对蒸汽进行加热，液体的物料从蒸发器顶部进入，通过分布器的分布进人到加热管中，其液体沿着加热管向下流出，并在加热过程中被蒸发，浓缩的液体与气体在进行分离。
2.2预热器卧式列管式换热器是预热器的特点，其管程通的是液体的物料，壳程则通的是二次蒸汽，所谓二次蒸汽，就是在蒸发过程中产生的蒸汽。
预热器的作用主要体现在两个方面：一是对进入蒸发器的物体进行预热：二是将二次蒸汽冷却，便于回收并利用。
2.3分离器分离器为单层结构的罐，上部的二次蒸汽接口与冷凝器相通，下部的接口与蒸发器连通。
详解干式、满液式、降膜式蒸发器
干式蒸发器干式蒸发器制冷剂在换热管内通过,冷水在高效换热管外运行,这样得换热器换热效率相对较低,其换热系数仅为光管换热系数得2倍左右,但就是其优点就是便于回油,控制较为简便,而制冷剂得充注量大约就是满液式机组充注量得1／2～1／３左右。
ﻫ满液式蒸发器满液式蒸发器与干式蒸发器得运行方式恰好相反,冷水在换热管内通过,制冷剂完全将换热管浸没，吸热后在换热管外蒸发。
满液式蒸发器得传热管表面上有许多针形小孔,管内表面上还有螺旋形凸起强化冷水侧得换热。
这种同时强化管外沸腾与管内传热得高效传热管,使其传热系数较光管提高了5倍左右。
ﻫ降膜式蒸发器降膜式蒸发器，也称之为喷淋式蒸发器,这种换热器与满液式蒸发器相似,但就是它又与满液式蒸发器有区别。
这种蒸发器得制冷剂就是从换热器得上部喷淋到换热管上,制冷剂只就是在换热管上形成一层薄薄得冷剂液膜,这样冷剂在沸腾蒸发时便减少了静液位压力，从而提高了换热效率,其换热效率较满液式机组提高了5左右。
ﻫ降膜蒸发就是流动沸腾,由于管外表面得液膜层厚度小,没有静压产生得沸点升高,传热系数高。
而满液式蒸发（也就就是沉浸式蒸发)产生得气泡易于集聚在换热管得表面,导致换热效率下降，其换热效果不如降膜蒸发。
总得来说降膜蒸发属于小温差情况下,但要防止结垢,影响传热效率。
“冷水机组”，就是对一种制冷机组得习惯命名法,这种“冷水机组”一般用于中央空调得冷源，或者空调工况得制冷，输出得就是低温得冷水,通常叫做“冷冻水”,故而得名。
一般把只能制冷得叫做冷水机组,而能同时制热得，我们叫做“热泵”机组。
而“满液式”就是指机组所用得“壳管式蒸发器”采用了“满液式蒸发器”得形式,这就是区别于“干式”、“降膜式”得一种壳管式蒸发器。
它得“壳程”内走制冷剂循环，“管程”内走冷冻水循环,从剖面上瞧,就好像就是筒体里有大半筒制冷剂,而走水得管束浸泡在制冷剂里。
它与“干式蒸发器”刚好相反,干式得就是“管程”走制冷剂,“壳程”走水,好比制冷剂管束浸泡在水里。
降膜式蒸发器设计及应用
降膜式蒸发器设计及应用以降膜式蒸发器设计及应用为标题，本文将介绍降膜式蒸发器的设计原理、结构特点以及广泛应用的领域。
一、设计原理降膜式蒸发器是一种常用的传热设备，利用液体在蒸发过程中吸收热量，从而实现液体的浓缩或分离。
其设计原理基于蒸发的物理过程，通过将液体分布在垂直平面上，使其形成一层薄膜，然后通过加热介质对薄膜进行加热，使其蒸发并与气体相分离。
蒸发后的气体上升，而未蒸发的液体则下降，形成了一种“降膜”的现象。
降膜式蒸发器的设计目的是最大限度地增加液体与气体之间的接触面积，提高传热效率。
二、结构特点降膜式蒸发器的结构相对简单，一般由进料管、分布器、加热器、分离器和出料管等组成。
进料管用于将待处理的液体引入蒸发器，分布器将液体均匀分布在蒸发器的表面，加热器提供热源以使液体蒸发，分离器用于将蒸发后的气体与未蒸发的液体分离，而出料管则用于排出分离后的气体和浓缩后的液体。
三、应用领域降膜式蒸发器在许多领域都有广泛的应用。
首先是化工领域，降膜式蒸发器被广泛用于溶剂回收、化工废水处理、盐类制备等过程中。
其次是食品工业，降膜式蒸发器可用于果汁浓缩、乳制品生产等。
此外，降膜式蒸发器还被应用于海水淡化、制药、环保等领域。
在化工领域，降膜式蒸发器的设计应考虑到溶剂的性质、浓度以及处理量等因素。
通过合理的设计和操作，可以实现溶剂的高效回收，减少能源的消耗，降低生产成本。
在食品工业中，降膜式蒸发器的设计要考虑到食品的特性，如粘度、温度敏感性等因素。
通过优化设计，可以实现食品的浓缩和干燥，提高生产效率和产品质量。
在海水淡化领域，降膜式蒸发器被广泛应用于海水淡化工艺中。
海水淡化是一种将海水转化为淡水的过程，通过降膜式蒸发器实现了海水的蒸发和淡水的收集，从而解决了淡水资源紧缺的问题。
在制药领域，降膜式蒸发器可以用于药物的浓缩、结晶和纯化等过程。
通过控制蒸发器的操作条件，可以实现对药物的高效分离和纯化，提高产品质量。
在环保领域，降膜式蒸发器被用于处理工业废水和污水。
降膜式蒸发器的若干设计要点
内壁，如图2所示。常识告诉我们，更薄的液相膜是 更容易蒸发的，这也是降膜式蒸发器能具有更高传 热系数的原因，如何使管内液相膜均匀分布是整个 蒸发器设计的核心与灵魂。本文就降膜式蒸发器管 内传热系数的确定、分布器的设计及浸润问题进行 阐述。
换热管
冷凝蒸汽
液相膜
分布器
换热管
Ta
Tp Tv
蒸汽
冷凝器
蒸汽腔
关键词：降膜式蒸发器；传热系数；分布器；浸润问题
0 引言
降膜式蒸发器是蒸发设备中的一种，在国外应 用已经有相当长的一段时间，其主要优点有：（1）传 热效率高；（2）物料停留时间更短；（3）可应用于更 小的温差工况；（4）内部没有压力差，内部物料物性 一致，使内部传热系数更统一等。其中，物料停留时 间短，使其更加适用于热敏性物料的蒸发工作。因 此，降膜式蒸发器也广泛应用于食品、药品、饮料和 造纸等行业，典型的降膜式蒸发器的工艺流程如图 1所示。
Ｚｈｕａｎｇｂｅｉ Ｙｉｎｇｙｏｎｇ ｙｕ Ｙａｎｊｉｕ◆装备应用与研究
降膜式蒸发器的若干设计要点
陈庭清
（上海远跃制药机械有限公司，上海 201715）
摘 要：介绍了降膜式蒸发器的结构特点，并就传热系数的确定、分布器的设计及浸润问题等进行了阐述， 大量引用国外先进的技术经验，对蒸发器设计者了解降膜式蒸发器具有一定的指导意义。
ａｎｄ ｍａｓｓ ｔｒａｎｓｆｅｒ： Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒａｃｔｉｃｅ［Ｍ］．Ｗｉｌｅｙ，２０１１． ［３］ Ｈｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｃ． ＨＴＲＩ ｄｅｓｉｇｎ
收稿日期：2015－03－03 作者简介：陈庭清（1984—），男，江西赣州人，助理工程 师，研究方向：化工设备的研发设计。
降膜蒸发器内多层喷淋盘式分布器研究
摘 要 ：对 多 层 喷 淋 盘 式 分 布 器 进 行 了 介 绍 和 测 定 。提 出 了 最 小 溢 流 强 度 、最 小 液 面 高 度 及 液 体 分 布 不 均 匀 度 的 概 念 ，并 找 出 了 它 们 之 间 的 关 系 。
关键 词 ：液体 分 布器 ；溢流强 度 ；分 布不均 匀度
置 。 降膜 蒸 发 器 的 分 布装 置 大 致 可 分 为 溢 流 型 、插 头 型 、喷 淋型 等 川 。其 中 溢 流 型 结 构 简 单 ，加 工 、
Ｌ ｒ １ 。
—
，
，
安装 精 度 高 ，但 分 布 效果 不 易 保 证 ，适 用 于 分 布要 求 不 高 的 场合 。插 头 型 一 般 可 保 证 液体 在单 管 内布 膜 均 匀 ，而 不 易 保 证 液 体 均 匀 分 配 到 所 有 换 热 管
分 布 盘 ，再 进 入 下 分 布 盘 ，液 体 经 过 三 层 分 布 盘 的 再 分 布 ，均 匀 地 分 布 到 管 板 的板 桥 间 ，溢 流 人 换 热 管 内 ，呈 膜 状 沿 管 内壁 流 下 。
子 能 等行 业 中 。 液 体 是 否 能 均 匀 分 布 到 各 换 热 管 并 在 管 内均匀 布膜 ，将 直 接 影 响 设 备 的生 产 能 力 及蒸 发 强 度 ，因此 ，必 须 在 加 热 室 上 方设 置 液 体 分 布装
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化 学 工程
２０ ０ ２年 第 ３ ０卷 第 ４期
投影 ，并 呈 正 六 边 形 排 列 ， 以实 现 对 管 子 的 多 点 布 料 孑 径 的 大 小 主 要 由 流 量 、分 布 盘 上 盘 孑 的 数 Ｌ Ｌ 量 、分 布 盘 上 的液 位 高 度 及 盘孔 的 出 流 方 式 确 定 。
蒸发器的结构及设计
. . . .蒸发器的构造2循环型(非膜式)蒸发器2膜式(单程型)蒸发器3蒸发器的设计5蒸发器的选择5蒸发工艺的设计计算5蒸发器的主要构造工艺尺寸的设计6蒸发装置的辅助设备的设计8 蒸发器的构造和设计[XX][学号][班级]蒸发器主要由加热室及别离室组成。
按加热室的构造和操作时溶液的流动情况，可将工业中常用间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。
一、循环型(非膜式)蒸发器这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动，以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。
由于引起循环运动的原因不同，可分为自然循环和强制循环两种类型。
前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同，产生了密度差而引起的循环运动；后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。
(一)中央循环管式(或标准式)蒸发器。
〔2〕悬筐式蒸发器二、膜式(单程型)蒸发器上述各种蒸发器的主要缺点是加热室内滞料量大，致使物料在高温下停留时间长，特别不适于处理热敏性物料。
在膜式蒸发器内，溶液只通过加热室一次即可浓缩到需要的浓度，停留时间仅为数秒或十余秒钟。
操作过程中溶液沿加热管壁呈传热一) 升膜蒸发器〔一) 升膜蒸发器升膜蒸发器的构造如下图，加热室由单根或多根垂直管组成，加热管长径之比为100～150，管径在25～50mm之间。
原料液经预热到达沸点或接近沸点后，由加热室底部引入管内，为高速上升的二次蒸汽带动，沿壁面边呈膜状流动、边进展蒸发，在加热室顶部可到达所需的浓度，完成液由别离器底部排出。
二次蒸汽在加热管内的速度不应小于l0m／s，一般为20～50m／s，减压下可高达100～160m／s或更高。
(二) 降膜蒸发器假设蒸发浓度或粘度较大的溶液，可采用降膜蒸发器，它的加热室与升膜蒸发器类似。
原料液由加热室顶部参加，经管端的液体分布器均匀地流人加热管内，在溶液本身的重力作用下，溶液沿管内壁呈膜状下流，并进展蒸发。
为了使溶液能在壁上均匀布膜，且防止二次蒸汽由加热管顶端直接窜出，加热管顶部必须设置加工良好的液体分布器。
降膜蒸发器的设计.
齐齐哈尔大学蒸发水量为2000kg ℎ的真空降膜蒸发器题目蒸发水量为2000kg ℎ的真空降膜蒸发器学院机电工程学院专业班级过控133学生姓名戴蒙龙指导教师张宏斌成绩2016年 12月 20日目录摘要.............................................................. I II Absract............................................................ I V第1章蒸发器的概述 (1)1.1蒸发器的简介 (1)1.2蒸发器的分类 (1)1.3蒸发器的类型及特点、 (2)1.4蒸发器的维护 (5)第2章蒸发器的确定 (6)2.1 设计题目 (6)2.2 设计条件： (6)2.3 设计要求： (6)2.4 设计方案的确定 (6)第3章换热面积计算 (8)3.1. 进料量 (8)3.2. 加热面积初算 (8)3.2.1估算各效浓度: (8)3.2.2沸点的初算 (8)3.2.3计算两效蒸发水量W1，W2及加热蒸汽的消耗量D1 (9)3.3. 重算两效传热面积 (11)3.3.1. 第一次重算 (11)第4章蒸发器主要工艺尺寸的计算 (13)4.1加热室 (13)4.2分离室 (13)4.3其他工件尺寸 (14)第5章强度校核 (15)5.1 筒体 (15)5.2前端管箱 (16)参考文献 (19)致谢 (21)摘要蒸发就是采用加热的方法，使溶液中的发挥性溶剂在沸腾状态下部分气化并将其移除，从而提高溶液浓度的一种单元操作，蒸发操作是一个使溶液中的挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的过程。
蒸发设备称为蒸发器，蒸发操作的热源，一般为饱和蒸汽。
蒸发在操作广泛应于化学、轻工、食品、制药等工业中。
工业上被蒸发处理的溶液大多数为水溶液。
本次设计的装置为蒸发水量为2000kg ℎ降膜蒸发器，浓缩物质为牛奶。
降膜蒸发器除适用于热敏性溶液外，还可用于蒸发浓度较高的液体。
四效降膜蒸发器设计参数及操作规程
1. 规格、参数、性能1.1 蒸发器规格、型号1.1.1 蒸发器名称、型号：RHJM-6000四效降膜蒸发器1.1.2 蒸发水量规格：6000kg/h1.2 蒸发器工艺参数1.2.1 总物料流量：10000 kg/hr1.2.2 总蒸发速率：6000 kg/hr1.2.3 物料流程：四效→一效→二效→三效→出料1.2.4 蒸汽流程：一效→二效→三效→四效→冷凝器1.2.5 各效传热面积：一效（140m2）二效（100m2）三效（140m2）四效（100m2）1.3 蒸发器性能1.3.1 物料：糖浆1.3.2 物料进口：进四效数量：10000kg/hr温度：50-60℃浓度：30-32%（DS）1.3.3 物料出口：从三效出料数量：4000kg/hr温度：65-70℃浓度：75-80%（DS）蒸汽消耗量：1800kg/h （0.6MPa）冷却水从35℃至43℃150m3/h电能（安装功率）29kw电流380/220v, 50赫兹，3相设备的布置四效蒸发器、冷凝器温度一效二效三效四效加热温度℃104.5907660蒸汽温度℃917761432. 工艺说明为了更好地理解请利用工艺流程图为了得到正确的结果，你应该了解现场安装，每条工艺线。
如果出现故障或紧急情况，必须非常熟悉和组件的物理位置和管道的工程布置。
2.1 物料将要浓缩的物料输送到进料罐，通过进料泵将物料经过流量计打到四效上端管板上的分布器以保证进入每一根加热管的液量相同。
液膜在管子顶部向下流动过程中加速，由于重力及液体形成的蒸汽作用下流速增加，蒸发器从外部加热、水蒸汽及部分浓缩的物料离开蒸发器，大部分液体存储在下部的料仓并由此离开，少量液体及水蒸汽通过连接管道运到分离器蒸汽与液体在此分离，留存在顶部的水蒸汽进入冷凝器冷凝。
从第四效蒸发器出来的物料通过四效出料泵送到一效管板上的分布器，液膜在向管子底部流动过程中加速，由于重力及液体形成的蒸汽作用下流速增加，蒸发器从外部加热、水蒸汽及部分浓缩的物料离开蒸发器，大部分液体存储在下部的料仓并由此离开，少量液体及水蒸汽通过连接管道输送到分离器，蒸汽与液体在此分离，留存在顶部的水蒸汽进入二效加热室或者通过热泵再次进入一效加热室，从第一效蒸发器出来的物料通过一效物料转移泵输送到二效管板上的分布器。
MVR蒸发器工艺设计操作规程
MVR蒸发器工艺操作规程第一部分原理MVR蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，MVR为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发，即产品在第将产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体以达到所需浓度。
效体内部为排列的细管，管内部为产品，外部为蒸汽，在产品由上而下的流动过程中由于管内面积增大而是产品呈膜状流动，以增加受热面积，通过真空泵在效体内形成负压，降低产品中水的沸点，从而达到浓缩，产品蒸发温度为60℃左右。
产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起通过分离器进行分离，冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品，蒸汽通过风扇增压器进行增压（蒸汽压力越大温度越高），而后经增压的蒸汽通过管路汇合一次蒸汽再次通过效体。
设备启动时需一部分蒸汽进行预热，正常运转后所需蒸汽会大幅度减少，在风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能，所以设备运转过程中所需蒸汽减少，而所需电量大幅增加。
产品在效体流动的整个过程中温度始终在60℃左右，加热蒸汽与产品之间的温度差也保持在5—8℃左右，产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保护产品质量、有效防止糊管。
产品的浓缩度在50%左右时仅MVR蒸发器就能完成第二部分工艺流程说明1、物料走向①进料：上游工艺产生的硫酸钠原液送至本系统原料缓冲罐T01中，由进料泵P01打入蒸发系统。
5t/h 25℃5%的硫酸钠溶液从原料缓冲罐T01出来，由进料泵P01打入板式换热器，硫酸钠溶液在蒸馏水板换HE01和鲜蒸汽板换HE02内分别与系统产生的3.5t/h102℃的蒸馏水和200kg/h 120℃的鲜蒸汽进行换热，温度达到92℃后，进入降膜换热器HE03进行蒸发浓缩。
②蒸发时，5t/h的进料液在一体式二效降膜蒸发器HE03内与经压缩机升温升压后的二次蒸汽换热，进行蒸发浓缩，物料通过降膜循环泵P03、P04打循环，蒸发的蒸汽在分离器SE01内气液分离后进入压缩机C01升温升压；分离后的浓缩液进入分离器底部，一部分进入降膜蒸发器底部储液段打循环，一部分通过二效转料阀转去强制循环蒸发器继续蒸发浓缩。
降膜式薄膜蒸发器的设计计算
降膜式薄膜蒸发器的设计计算
王珍玲
【期刊名称】《医药工程设计》
【年(卷),期】1991(000)003
【摘要】一、前言蒸发是用加热的方法,使溶液中的部分溶剂汽化并除去,以提高溶液的浓度,或为溶质析出创造条件。
在工业上蒸发的方法很多。
用循环式蒸发器虽有构造简单、便于清理和检修等优点,但缺点是溶液在蒸发器的多次循环,停留时间长,对热敏性物料(受热易分解),不很适用。
降膜式薄膜蒸发器,克服了上述缺点,成为【总页数】3页(P7-9)
【作者】王珍玲
【作者单位】杭州民生药厂
【正文语种】中文
【中图分类】R
【相关文献】
1.长行程非金属隔膜式气动马达设计计算 [J], 李富成
2.短行程隔膜式气动马达的设计计算 [J], 李富成
3.轧机灭火设计计算和管路压力降计算方法探讨 [J], 米孝红
4.刮膜式薄膜蒸发器的改进研究 [J], 鲁储生
5.刮膜式旋转薄膜蒸发器研制成功 [J],
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第1期 33
大型管外降膜蒸发器多层淋降式分布器的设计
郭雪华喻健良
(大连理工大学,大连116012)
摘要本文针对管外降膜蒸发的特点,考虑工业化生产的实际需要,提出了一种切实可行的大型竖直降膜蒸发器布液装置的结构方案,并对关键的结构参数进行了分析,提出了设计、计算依据。
关键词管外降膜蒸发器分布器分配环
结晶设备的合理选型是以装置的正确评价为基础的。
评价结晶装置的性能优劣,涉及到进料组成,产品纯度及操作周期及单台产量等因素。
一般采用晶体纯度,分离程度和时空效率来衡量,笔者认为影响时空效率的主导因素是单位体积的换热面积。
能用于P-NCB结晶的连续操作设备为复合式悬浮结晶塔(器)。
如澳大利亚联合碳化公司的Brodie 结晶器,日本的KCP结晶器和TSK-CCCC结晶器,美国的Phillips结晶塔等,其共同点在于利用晶体与母液的逆流接触,进行多级的传热传质,适合大规模生产,其不足在于装置内有运动部件,结构复杂,放大难度高。
在国内尚待开发应用。
参考文献
1王化淳等, 化工学报,1998,49(4),495~499
2史世庄, 化学工程,1994,22(2),52~58
3陈德彬, 湖南化工,1996,26(1),43~48
1前言
降膜蒸发设备具有物料停留时间短、滞料量小、压降小、传热系数大等优点,因此被广泛应用于化工、医药、食品、海水淡化等工业生产中。
要使料液能均匀地在管外成膜,必须要采用布液装置!!!分布器。
分布器结构之优劣对于成膜效果、液膜稳定性、降液密度的控制都有直接影响,从而直接关系到蒸发器的生产能力。
国内外对降膜蒸发器的布液装置进行了长期的研究与实践[1~3],但对管外降膜的大型蒸发器的布液器则涉及较少。
2分布器的结构形式
管外降膜的多层淋降板式分布器结构如图1所示,分布的关键部件是上、下分布板。
加热介质从蒸发器下端进入,沿换热管上升,最后在上管板上方汇聚后排走。
加热管一般采用三角形排列。
换热管贯穿上、下分布板和管板。
待蒸发的液体从蒸发器的侧部
(或顶部)进入到上分布板的上方,形成一定液位。
上分布板上开有若干降液筛孔。
筛孔上段为倒锥形,下半段为直孔[4]。
筛孔优先开在每四根换热管组成的1热流体出口管2封头3上管板4定距管
5进料管6上分布板7下分布板
8二次蒸汽出口管9分配环
10筒体11换热管图1管外降膜蒸发器的布液装置
34 化工设备与管道2000年第37卷
菱形的中心处,也可开在每两根换热管连线段的中
心处。
待蒸发的液体经过筛孔降淋到下分布板上。
下
分布板上装有分配环,分配环的内孔有换热管穿
过。
内孔直么d2大于换热管的外径d0,形成环隙。
料
液通过环隙在换热管外壁形成均匀的液膜,实现降
膜蒸发。
蒸发产生的二次蒸汽由二次蒸汽出口管在
蒸发器的侧部(或顶部)引出。
上管板用来固定换热
管,上、下分布板用拉杆、定距管、定位螺栓和管板连
接起来。
分配环的内孔壁上最好开有螺旋形沟槽。
液
体通过沟槽时,流向变为螺旋形,有助于液膜的稳定
均匀,传热效果也有所提高,但流动阻力较大。
3关键结构参数分析
3.1筛孔通径
筛孔通径d1与总液流量Q、筛孔数目n∀、液位
高度等有关系。
总液流量Q值与蒸发器的任务量有关,设计分
布器前,Q应是给定的。
关系式Q=n∀
4
d21 u。
其中:
u!!!筛孔出口端液流速度。
u的大小与分布板上的液位高度H有关。
假定筛孔内料液流动的局部阻力是0.5倍的流体功能,沿程阻力不计。
根据柏努利方程得到关系式:
H=0.75 u2
g
(1)
按经验,一般取u=0.5~ 1.8m/s,H=20~250 mm,筛孔直径2~4mm。
筛孔数目越多,液流越细,液体分布越均匀。
但筛孔过细易被脏物堵塞。
3.2分配环结构参数
液体在环隙内的流动情况受液体物性和环隙结构尺寸的双重影响。
事实表明:
当换热管外径d0确定后,分配环的内径d2与高度B均会影响液膜流量。
其中d2的影响更为显著。
若分配环的内孔为光孔,可以认为料液在环隙内的流动为层流状态。
利用哈根-泊谡叶公式和柏努利方程,可得到关系式[5]:
H=0.75u2
+
32B u
g d2e
(2)
其中:
H!液面至分配环出口的距离,m;
u!环隙内液体的流速,m/s;
B!分配环的高度,m;
d e!环隙的当量直径,m;
!液体粘度,Pa s; !液体密度,kg/ ;
d e=
4A
d2+d0d2为分配环内孔直径,
A为环隙面积,A=
4d
2
2-d
2
0;
另有:u=
Q
n0 A
(3)
n0!!!换热管的总根数。
若分配环的内径上开有螺旋沟槽,环隙内的液流状态应为湍流。
文[5]的实验表明,式(3)亦适用湍流状态。
我们认为,料液进入环隙的阻力,约增加30%。
许多文献表明,B通常可取20~100mm。
4制造与安装的要求
分布器的制造与安装的质量对布液效果也有较大影响。
上管板、分布板要具有良好的平面度和刚性。
上管板和上、下分布板上的换热管通过孔应叠放在一起配钻,以保证每根换热管通过的三孔同心。
上分布板上的通孔与换热管外圆面应保持尽量小的间隙配合。
分配环的外圆面和下分布板的内孔面应保持过渡配合。
分配环内圆面应保证圆度,以防止偏流。
安装时,上管板要水平,管板与上、下分布板间的距离及水平度靠定距管和定位螺栓来调节和保证。
5小结
该管外竖直降膜蒸发器的布液装置,结构简单、性能可靠、加工方便,适用于大型的蒸发器。
参考文献
1史晓平等,竖直降膜蒸发器的布料装置, 化学工程,1990(4): 14~18
2赵景利等,竖直管降膜蒸发器多层筛板液体分布装置的研究, 化工机械,1995(3):125~127
3!∀#∃%&∋()&∗+.,−./∀)0%1)−#−0∋(/2∃%&.1%3(#&),−./∀)0%13−.#13)∃/4%&.1%(#&5)%∋.1985
4化工工程手册,(2),9-50~9-51
5杨恩旗等,液体管外降膜的研究与应用, 化学工程,1996(5): 33~36。