蒸发设备图例(PPT110页)

结构特点：在加热室的上部设置了一段 2~3m长的空白圆筒，由此附加液柱高度 而形成的相对高压，使加热管内的溶液 虽然受热程度较高（温度较高），但并 不沸腾，溶液只有上升到空白圆筒段后， 才达到沸腾状态，可避免易结晶溶液的 晶体在加热管表面析出而结垢。
适用：易结晶溶液的浓缩。
列文式蒸发器2
缺点：空白圆筒段设置增加了加热、沸 腾段的总体高度，也使循环管高度达到 了7~8m，虽使溶液的循环速度增至23m/s，但厂房需有足够的高度，且设备 庞大，耗材多，造价高。
升膜蒸发器
原料预热至达到或接近沸点，在加热室内膜 状流动（传热效果最好）。
预热原因：使溶液一到达加热管即能产生大 量蒸汽，对溶液上升形成抽吸作用。
适用于：蒸发量大的稀或粘度低的溶液， 有热敏性或易生泡的溶液；但：粘度高， 有晶体析出或结垢情况不适。
降膜蒸发器
适用于：粘度较大、但不是非常大的热 敏性物料；易结晶，结垢溶液不宜。
蒸发与一般传热的区别
虽然也为传热过程，但蒸发有别于一般传热，表现为 四点：
蒸发与一般传热的区别； 溶液浓度的升高,将导致其物理性质变化—腐蚀性增强,粘度
增大,易结晶结垢,有时产生泡沫,有些溶液有热敏性； 相对于纯溶剂，溶液中含有不挥发性的溶质，其蒸汽压要更
低，在一定操作压强下，沸压下进行，最常 用的是减压蒸发。
减压蒸发：操作压强低于大气压下的蒸发操作。 也称减压浓缩、真空蒸发、真空浓缩。效果：
溶液沸点低，适用于热敏性物料的浓缩，可用低温 热源（即低压蒸汽或废蒸汽）；采用高温热源则可 提高传热温度差。
但溶液粘度大，传热效果变差，且需增设真空泵。
蒸发设备图例
蒸发浓缩所用设备,工艺流程和工 艺计算
蒸发概念
蒸发：溶液的浓缩。将含有不挥发性溶质的溶 液加热至沸腾使溶剂气化，并将形成的蒸汽不 断移除，从而提高溶液浓度的工艺过程。
蒸发器：实现蒸发操作的设备。
有直接加热式和间接加热式，后者常用。 间接加热蒸发器组成包括：加热室和分离室两部分。 加热室：完成对溶液的加热并使溶剂部分气化。 分离室：将二次蒸汽中夹带的液滴沉降分离。
单效蒸发：二次蒸汽直接用冷凝器冷凝，其 热量不再应用于蒸发操作。
多效蒸发：多台（也称效）蒸发器串联操作， 前一台蒸发器的二次蒸汽被送入下一台蒸发 器的加热室，以作为下一台蒸发器的热源。 该法更节能、经济。
单效蒸发流程说明
上图为单效蒸发流程。 过程：加热蒸汽被送入蒸发器加热室的
管间，溶液在管内流过，由加热管壁面 传热而使溶液沸腾，浓缩液连续不断从 蒸发器底部排出。二次蒸汽由真空管吸 入冷凝器冷凝，其中夹带的不凝性气体 经分离器、真空泵而排出。
蒸发基本概念1
加热蒸汽：蒸发器的热源蒸汽，由蒸汽 锅炉产生。也称新鲜蒸汽。
二次蒸汽：溶剂气化而形成的蒸汽。
该部分蒸汽必须不断地被移除出蒸发器，以 避免在蒸发器内形成气液平衡，导致蒸发操 作无法继续进行。所采用的移除方法是：冷 凝。
蒸发基本概念2
根据蒸发流程中，二次蒸汽冷凝时释放 的热量是否再应用于蒸发流程，蒸发工 艺分为：
节能：蒸发过程要消耗大量热能，但也产生温度较高的二次蒸汽和 冷凝水，合理回收二者能量有助于节能。
蒸发设备类型和基本结构
蒸发器的两个基本组成部分: ⑴加热室—使溶液受热,达到沸腾状态. ⑵分离室—二次蒸汽脱离液面后,使其内夹带 的液滴被分离(用重力沉降). 根据溶液的循环情况,蒸发设备分: ⑴循环型蒸发器（也称非膜式）—溶液在加 热室内循环流动(自然循环或强制循环). ⑵单程型蒸发器（也称膜式）—溶液只流经 加热室一次.
强制循环型
利用外加动力（泵）形成溶液循环流动， 循环速度为2~5 m／s。
适用于：易结晶、易结垢或粘度大的溶 液。但动力消耗较大。通常为0.4~0.8kW ／ m2 。
球形浓缩罐(补充)
球形浓缩罐说明
制药﹑食品﹑化工行业进行间歇蒸发操 作，广泛使用球形浓缩罐。不再采用加 热管式加热，而应用夹套加热。
中央循环管式蒸发器1
加热室设置中央粗管和周围细管目的— 使溶液在两种管内因受热程度(最终为汽 化分率)出现差异,密度出现差异,形成溶 液内部的自然循环流动。
中央循环管式蒸发器2
任取一根管子考察单位体积溶液所具有 的传热面积S和溶液体积量V、管子内径d 的关系。
V d2L
4
S dL
S4 Vd
离心式薄膜蒸发器1
过程——转鼓内设置多层由上、下碟片所构成 的空心夹层，夹套内通入加热蒸汽，原料液由 送料管经分配装置而喷洒到每一夹套的上表面， 夹套随转鼓旋转，离心作用使得料液分布成 0.1mm的薄层液膜，得以快速蒸发，夹层内加 热蒸汽释放潜热后冷凝水汇集到排出管，而浓 缩液由离心作用进入收集槽经浓缩液排出，二 次蒸汽汇集到外壳处的排气管排出。
悬筐式
对中央循环管型的改进，环隙截面积是 沸腾管的100%~150%，溶液循环速度为1~ 1.5m／s。
易清洗。 适用于：蒸发时有少量晶体析出的溶液。
外热式
加热管较长，循环管内的溶液未受蒸汽 加热，其密度较加热管的大。循环速度 为1.5 m／s。
适用于有少量晶体析出的溶液蒸发。
列文式蒸发器1
分离器在于将二次蒸汽所夹带液滴经分 离后，返回罐内，避免物料损失。
受液灌回收有机溶媒。 采用真空操作，浓缩时间短。
单程型(膜式)蒸发器
原理：采用传热效果最佳的薄膜流动传 热,溶液流经加热管只一次,且时间极短 （一般为几秒到十几秒），即达到浓缩 要求，故特别适合于热敏性物料的浓缩。
常用类型：升膜、降膜、升-降膜、刮板 薄膜式、离心薄膜式。
标准（中央循环管型）蒸发器3
中央循环管受热差，汽化率低，溶液密 度大，故溶液下降。周边细管受热好， 汽化率高，溶液密度小，故溶液上升。 中央循环管面积为加热管总截面积的 40%~ 100%，由此形成循环，速度为 0.4~0.5m／s。
蒸发器加热室不易清洗。 适用于处理结垢不严重，腐蚀性较小的溶液。
通过降膜分布器（三种常用）产生膜状 流动。
升-降膜蒸发器
同一加热室内一分为二——先升后降，原 料需预热。
适用于：粘度随浓度改变而变化较大的 溶液或厂房高度受限场合。
刮板薄膜蒸发器
原理：利用外在装置（刮板），外在动 力布膜。
适用于：粘度特高，易结晶，结垢的热 敏性物料。但传热量小，处理量小，需 额外耗能。