蒸发器的结构与设计

蒸发器的结构和

蒸发器的结构 2

循环型(非膜式)蒸发器 2

膜式(单程型)蒸发器 3

(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

升膜蒸发器的结构如图所示，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。原料液经预热达到沸点或接近沸点

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。

2| 蒸发器的设计

一、蒸发器的选择

随着工业技术的发展，新型蒸发设备不断出现。在工业中常用的间接加热蒸发器分别为循环型和单程型两大类。循环型的蒸发器中有中央循环管式、悬框式、外加热式、列文式及强制循环管等，单程型的蒸发器有升膜式、降膜式、升-降膜式等。我们要根据蒸发的操作条件及各项要求选择合适的蒸发器。我们以中央循环管

式蒸发器为例。

蒸发操作条件的确定主要指蒸发器加热蒸汽的压强（或温度），冷凝器的操作压强（或温度）的确定，正确选择蒸发的操作条件，对保证产品质量和降低能耗

极为重要。

二、蒸发工艺的设计计算

多效蒸发工艺计算的主要依据是物料衡算、热量衡算及传热速率方程。计算的

为止。

三、蒸发器的主要结构工艺尺寸的设计

中央循环管式蒸发器主体分为加热室和分离室，加热室由直立的加热管束组成，管束中间为一根直径较大的中央循环管；分离室是汽液分离的空间。其主要结

构尺寸包括：加热室和分离室的直径和高度；加热管和循环管的规格，长度及在花板上的排列方式等。这些尺寸的确定取决于工艺计算结果，主要是传热面积。我们选取的中央循环管式蒸发器的计算方法如下：

（1）加热管通常选用mm5.225×φ，mm5.238×φ，mm5.357×φ等几种规格的无缝钢管，长度一般为2-6m。管子长度的选择应根据溶液结垢的难易程度，

φ（

式。加热管在管板上的排列方式有三角形、正方形、同心圆等，目前以三角形居多。管心距t为相邻两管中心线之间的距离，t一般为加热管外径的1.25-1.5倍。目前在换热器设计中，管心距的数值已经标准化，管子规格确定后，相应的管心距

则为定值。

表3-1 三角形排列时加热管直径与管心距的关系

加热室内径和加热管数采用作图法来确定，具体做法是：先计算管束中心线上管束

c n （1）气液分离器

蒸发操作时，二次蒸汽中夹带大量的液体，虽在分离室得到初步分离，但为了防止有用的产品损失或污染冷凝液体，还需设置气液分离器，以使雾沫中的液体聚集并与二次蒸汽分离，故气液分离器又称为捕沫器或除沫器。其类型很多，设置在

蒸发器分离室顶部的有简易式、惯性式及网式除沫器等，在蒸发器外部的有折流

式、旋流式及离心式除沫器等。

（2）蒸汽冷凝器

汽冷凝器的作用是用冷却水将二次蒸汽冷凝。当二次蒸汽为有价值的产品需要回收或会严重污染冷却水时，应采用间壁式冷却器，如列管式、板式、螺旋板式及