降膜蒸发器分布器的种类及其异同点
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。
降膜蒸发的研究情况
降膜蒸发的研究情况降膜蒸发是液体在重力和界面剪切力作用下，呈膜状向下流动被加热蒸发的过程。
降膜蒸发器主要有三类：水平管式降膜蒸发器、竖直管式降膜蒸发器和板式降膜蒸发器。
水平管降膜蒸发器中，液体经过分布器在水平管束外面形成液膜，在重力作用下向下流动。
竖直管降膜蒸发器中，液体从顶部进入，在液体分布器作用下在管内形成液膜，在重力的作用下沿管内壁呈膜状向下流动。
板式降膜蒸发器是在重力作用下，液体在加热板壁面上形成薄膜向下流动。
近年来，因为能源危机和环境问题，对于耗能设备的要求越来越高，开发高效蒸发设备对工业来说有重要意义。
降膜蒸发具有物料与加热面接触时间短、热通量高、压降小、静压头低和持液量低等优点，在较低的流率、较低蒸发温度下就有比较高的传热系数，因此在化工、医药、食品、冶金、轻工及海水淡化等工业生产中得到了广泛应用。
降膜蒸发中，下降液体在壁面铺展形成液膜，既增大了气液接触面积又降低了通过液膜的热力学阻力，同时也降低了蒸汽流经液膜表面的流动阻力。
降膜流动由于广泛应用于工业传热和传质过程中，引起了研究者大量的关注。
对于降膜蒸发的研究最早开始于Nesselt，随后很多研究者进行了实验和理论研究，试图给出降膜蒸发的传热关联式、传热传质的影响因素。
但是因为降膜蒸发中蒸发和沸腾的同时存在，很难分出各自单独的影响，而且由于实验过程中的模型及参数简化等因素，这些研究能够为工业应用提供的指导意义有限，还需要深入研究。
对于降膜传热过程，很多研究者根据实验提出了不同条件下的关系式。
Chun 和Seban对垂直管外降水膜的传热性能进行了详细的研究，通过测定壁温、饱和蒸汽压确定传热系数，得到实验关联式。
但是他们没有考虑二次蒸汽的影响，尽管如此，很多研究者验证模拟结果时都是依据Chun和Seban得到的关联式。
赵起、邓鸿在接近工业应用的条件下，考虑了二次蒸汽的影响并进行实验，得到了相关实验关联式。
T.A. Adib等用中试规模降膜蒸发器，研究沸腾传热系数以及相关过程参数的变化规律,简化处理了传热系数的影响因素，结果发现纯水的变化规律与非泡核沸腾和湍流形态的数据一致，糖水溶液的传热与降膜蒸发器的整个传热系数的方程式有相同的变化趋势。
薄膜蒸发器的分类及用途
薄膜蒸发器的分类及用途薄膜蒸发器是一种高效、快速的蒸发设备，它通过在加热管壁上形成薄膜状的物料流动，实现了高传热效率和快速蒸发。
在化工、医药、食品等行业的蒸发、浓缩、脱溶、蒸馏等过程中得到了广泛的应用。
根据不同的成膜原理和物料流动方向，薄膜蒸发器主要分为以下几种类型：1. 升膜蒸发器升膜蒸发器是利用加热蒸汽在蒸发管内形成高速流动，带动溶液沿管壁上升，形成薄膜状流动。
这种蒸发器适用于处理量较大、热敏性及易起泡沫的溶液，但不适于高粘度、有晶体析出或易结垢的溶液。
2. 降膜蒸发器降膜蒸发器是利用重力作用，使溶液在蒸发管内沿着管壁向下流动，形成薄膜状流动。
这种蒸发器适用于处理量较小、热敏性及易结垢的溶液，尤其适合于高粘度物料的蒸发。
3. 刮膜蒸发器刮膜蒸发器是通过旋转刮板强制成膜，使溶液在蒸发管内形成薄膜状流动。
这种蒸发器具有传热系数大、蒸发强度高、过流时间短、操作弹性大等特点，尤其适用于热敏性物料、高粘度物料及易结晶颗粒物料的蒸发浓缩、脱溶、蒸馏等。
4. 旋转蒸发器旋转蒸发器是一种实验室常用的蒸发设备，通过旋转蒸发瓶和加热浴的方式，使溶液在蒸发瓶内形成薄膜状流动，实现快速蒸发。
这种蒸发器适用于回流操作、大量溶剂的快速蒸发、微量组分的浓缩和需要搅拌的反应过程等。
薄膜蒸发器的用途非常广泛，主要应用于以下几个方面：1. 化工行业在化工行业中，薄膜蒸发器常用于合成树脂、塑料、橡胶、涂料、染料、农药、炸药等产品的生产过程中，实现溶剂的蒸发、浓缩和脱溶等过程。
2. 医药行业在医药行业中，薄膜蒸发器用于抗生素、维生素、中药提取等生产过程中，实现溶剂的蒸发、浓缩和脱溶等过程。
3. 食品行业在食品行业中，薄膜蒸发器用于果汁、饮料、糖浆、调味品等产品的生产过程中，实现溶剂的蒸发、浓缩和脱溶等过程。
4. 环保行业在环保行业中，薄膜蒸发器用于处理废水、废液等污染物，实现废液中有害物质的蒸发、浓缩和无害化处理。
薄膜蒸发器是一种重要的化工设备，它具有传热效率高、蒸发速度快、物料停留时间短等优点，广泛应用于化工、医药、食品等行业的蒸发、浓缩、脱溶、蒸馏等过程。
薄膜蒸发器的分类比较与选型建议
薄膜蒸发器的分类比较与选型建议薄膜蒸发器是属于单程型蒸发器的一种，即物料在蒸发器内沿管壁加热成膜状流动，一次通过加热室即实现要求的浓度，而停留时间仅数秒或十几秒钟，具有传热效率高，蒸发速度快，物料停留时间短等优势，特别适合于热敏性物料的蒸发。
那么薄膜蒸发器有哪些种类？是怎么分类的呢？我们又该如何选择合适的薄膜蒸发器呢？首先，薄膜蒸发器依照物料在蒸发器内的流动方向及成膜原因的不同分为:升膜蒸发器、降膜蒸发器、升—降膜蒸发器、刮膜蒸发器四种类型。
薄膜蒸发器分类及比较类别物料流动方向成膜原因适用范围升膜蒸发器自下而上受热蒸发流动稀溶液、热敏性及易起泡的溶液降膜蒸发器自上而下重力作用浓度较高、粘度较大的物料，易结晶结垢的溶液不适用升—降膜蒸发器先升后降蒸发流动重力作用粘度更改很大，水分蒸发量不大的物料刮膜蒸发器自上而下旋转刮片刮带成膜高粘度、热敏性和易结晶、结垢的物料一、升膜蒸发器升膜蒸发器原材料子液经预热后由蒸发器的底部进入，加热蒸汽在管外冷凝。
当溶液受热沸腾后快速汽化，所生成的二次蒸汽在管内高速上升，带动液体沿管内壁成膜状向上流动，上升的液膜因受热而连续蒸发。
故溶液自蒸发器底部上升至顶部的过程中渐渐被蒸浓，浓溶液进入分别室与二次蒸汽分别后由分别器底部排出。
升膜蒸发器适用于蒸发量较大（即稀溶液）、热敏性及易起泡沫的溶液，但不适于高粘度、有晶体析出或易结垢的溶液。
二、降膜蒸发器降膜蒸发器的原材料子液由加热管的顶部加入。
溶液在自身重力作用下沿管内壁呈膜状下流，并被蒸发浓缩，汽液混合物由加热管底部进入分别室，经气液分别后，完成液由分别器的底部排出。
为使溶液能在壁上均匀成膜，在每根加热管的顶部均需设置液体布膜器。
布膜器的型式有多种。
降膜蒸发器可以蒸发浓度较高的溶液，对于粘度较大的物料也能适用。
但对于易结晶或易结垢的溶液不适用。
另外，由于液膜在管内分布不易均匀，与升膜蒸发器相比，其传热系数较小。
三、升—降膜蒸发器将升膜和降膜蒸发器装在一个外壳中，即构成升—降膜蒸发器，原材料子液经预热后先由升膜加热室上升，然后由降膜加热器下降，再在分别室中和二次蒸汽分别后即得完成液。
升、降膜蒸发器
刮板式薄膜蒸发器刮板式薄膜蒸发器的特点：1．真空阻力降小：由于其独特的蒸发形式，被处理物料只在蒸发面上成膜，不在蒸发面上积聚，因此，没有其它蒸发形式中的液柱静压抵消真空度的问题（其它的蒸发形式中真空度只反映了系统中液相主体表面的真空度），系统显示的真空度就是物料蒸发的真空度。
2．蒸发强度大：真空度的提高，降低了被处理物料的沸点，加大了冷热介质的温差推动力，刮板的强制作用又使液膜呈湍流且变得更薄，刮板的自清洁作用抑制了加热面上的垢层的形成，加大了传热系数，提高了蒸发强度。
3．受热时间短：由于刮板蒸发器就是一种特殊的降膜蒸发器，因此，物料在加热面上的停留时间很短，约10-60秒（根据规格不等而不同），特别适用于处理热敏性物料。
4．操作弹性大：单位时间进入蒸发器物料的多与少，决定了加热面上形成液膜的厚度，由于刮板蒸发器的液膜是靠刮板强制形成，因此进料量可在很大范围内调节。
刮板式薄膜蒸发器的结构：针对不同性质的物料要采用不同形式的刮板，我公司生产的刮板式蒸发器主要有四种刮板形式。
1．离心活动刮板：这种形式的蒸发器较其它的刮板蒸发器而言，造价便宜，因此应用最广；适合于低粘度物料。
2．铰链活动刮板：此种蒸发器较离心活动式造价稍高。
3．滚轮滚动刮板：此种蒸发器特别适用于有GMP要求或洁净要求特高的场合，这种刮板与加热面的接触是滚动而不是滑动，刮板几乎没有磨损。
4．固定刚性刮板：这种蒸发器适用于粘度特别高的物料，造价也是刮板蒸发器中最高的。
蒸发器的蒸发能力：刮板式薄膜蒸发器是所有蒸发器中蒸发能力最大的一种，在标准状态下（加热介质为蒸汽 ,进料为100%水，系统为真空）的蒸发量约100kg/m2.hr。
刮板蒸发器型号与规格：。
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。
蒸发器
薄膜式蒸发器（一）分类1 管式薄膜蒸发器升膜式蒸发器降膜式蒸发器升降膜式蒸发器2 刮板式薄膜蒸发器3 离心薄膜蒸发器（一）管式薄膜蒸发器这类蒸发器的特点是液体沿加热管壁成膜而进行蒸发。
按液体动流动方向可分为：升膜式、降膜式、升降膜式等。
1 升膜式蒸发器结构升膜式蒸发浓缩设备是指在蒸发器中形成的液膜与蒸发的二次蒸汽气流方向相同，由下而上并流上升。
设备的基本结构如图9所示。
物料从加热器下部的进料管进入，在加热管内被加热蒸发拉成液膜，浓缩液在二次蒸汽带动下一起上升，从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进入分离器，浓缩液从分离器底部排出，二次蒸汽进入冷凝器。
对浓缩倍数要求高的工艺条件，如果物料对加热时间相对较长无不良后果，可将从排料口放出的浓缩液部分回流至进料管，以增加浓缩倍数。
由于在蒸发器中物料受热时间很短，对热敏性物料的影响相对较小，此种蒸发器对于发泡性强、稍度较小的热敏性物料较为适用。
但不适用于黏度较大，受热后易产生积垢或浓缩时有晶体析出的物料。
图9 升膜式蒸发器2 升膜式蒸发器成膜原理升膜式蒸发器正常操作的关键是让液体物料在管壁上形成连续不断的液膜。
液膜在长管中形成过程如图10所示, 图11a-h是分阶段解释在长管中气、液两相的变化及液膜形成的过程。
图11a 如果物料进入蒸发器时的温度低于其沸点，蒸发器中有一段加热管作为预热区，传热方式为自然对流。
为了维持蒸发器正常操作，加热管中液面一般为管高度的1／4～1／5，液面太高，设备效率低，出料达不到要求的浓度，控制适当的进料量和进料温度，使设备处于较佳的工作状态。
图11b 物料经加热达到沸腾温度时，溶液便开始沸腾，产生蒸汽气泡分散于连续的液相中。
由于蒸汽气泡的密度小，故气泡通过液体而上升。
流体比重降低。
图12 液体继续受热，温度不断上升。
随着气泡量的不断增加，小气泡结合形成较大的气泡，气体上升的速度则加快。
液相因混有蒸汽气泡，使液体静压头下降。
图11c 当气泡继续增大形成柱状，占据管子中部的大部分空间时，气体以很大的速度上升，而液体受重力作用沿气泡边缘下滑。
刮板式薄膜蒸发器降膜式
刮板式薄膜蒸发器降膜式
刮板式薄膜蒸发器和降膜式蒸发器都是常见的薄膜蒸发器类型，它们在原理和结构上有所不同。
刮板式薄膜蒸发器通过旋转的刮板将物料在蒸发器内壁上形成薄膜，以增加热交换表面积，从而提高蒸发效率。
物料在刮板的推动下沿着蒸发器内壁流动，同时受到加热介质的加热，实现蒸发过程。
刮板式薄膜蒸发器适用于高粘度、易结垢或需要强制搅拌的物料。
降膜式蒸发器则是通过将物料从上向下喷淋到蒸发器的内壁上，形成薄膜并在重力作用下向下流动。
在流动过程中，物料与加热介质进行热交换，实现蒸发。
降膜式蒸发器适用于低粘度、流动性较好的物料，能够在较低的温度下进行蒸发。
选择使用刮板式薄膜蒸发器还是降膜式蒸发器，取决于物料的性质、粘度、蒸发要求以及工艺条件等因素。
刮板式薄膜蒸发器适用于处理高粘度、易结垢或需要搅拌的物料，而降膜式蒸发器则更适合处理低粘度、流动性好的物料。
在实际应用中，需要根据具体情况进行选择和设计。
降膜蒸发器--1615
图11-5 列文式蒸发器 1-加热室 2-加热管 3-循环管 4-蒸发室 5-除沫器 6-挡板 7-沸腾室
降膜式蒸发器
工作原理：物料从加热管上 部进入，经分配器导流管进入 加热管，沿管壁成膜状向下流。
降膜式蒸发器
构造：
由加热室和分离室组成 加热室不但有许多垂直长
管，还在管顶部设置液体 分布器 分离室在加热室的底部侧 面，与抽真空设备相连
蒸发器分类：
按操作方式可分为单效蒸发、多效蒸发和直 接接触蒸发；
按流体循环方式可分为不循环型蒸发、自然 循环型蒸发、强制循环型蒸发、刮膜式蒸发 及离心式薄膜蒸发。
中央循环管式蒸发器
二次蒸汽
4
料液
1
2
冷凝水
3
液体的循 环
加热蒸汽
2
完成液
图11-2 中央循环管式蒸发器 1-外壳 2-加热室 3-中央循环管 4-蒸发室
降膜的形成
管内的液膜下降的三个动力：一是物料本身的 重力；二是在蒸发器顶部的物料由于超沸点进料所 产生的大量的二次蒸汽向下的冲力；三是蒸发器下 部的真空度较大。
降膜式蒸发器关键的问题是液料的分配，为了 使液体均匀分布与各加热管中，可采用不同的分布 器：
降膜式蒸发器的分配器
螺纹导流管
导流棒
齿形溢流口
切线进料旋流器
分配筛板
1.加热管 2.管板 3.分配盘 4.折流板 5.物料进口
降膜蒸发器的特点
(1) 可以浓缩高粘度的液体。 (2)停留时间短，可以处理热敏性物料。可以在
较低温差下操作，特别适用于多效蒸发以及 利用热泵再压缩二次蒸汽或利用废蒸汽加热 等场合，以节约能源。 (3)加热管内高速流动的蒸汽使产生的泡沫极易 破坏消失，适用于容易发泡的料液。 (4) 制造费用不高，投资少，占地面积小。
降膜蒸发器的研究
引言降膜蒸发器是一种传统高效的蒸发设备，具有温差小、工作寿命长和效率系数不受限制等众多优点，目前已经应用于制冷、化工、石油和最新的海水淡化领域。
在制冷行业中，与满液式蒸发器相比，降膜蒸发器具有热交换系数高和制冷剂充注量少的等优点。
近年来，随着能源价格的不断上涨，环保理念深入人们生活和工业对设备的能耗要求越来越高，人们开始高度重视提高蒸发器的传热性能和蒸发效率，伴随着普遍的认识与提高，这不仅对于降低工程投资和节能降耗有重要的意义，也对我国环保事业的发展具有战略性的意义。
1 降膜蒸发器1.1 降膜蒸发器的基本原理降膜蒸发是在降膜蒸发器的加热室加入液料，液料经过液料分布与成膜装置，被均匀地分配到各个换热管内，在真空诱导以及气流的作用下，形成均匀完整的薄膜状气液混合物在降膜蒸发器中均匀流动。
在薄膜状液料流动过程中，被加热介质进行充分加热进行汽化，产生液相与气相共同进入降膜蒸发器的分离室中，气液经过分离室的分离，蒸汽进入冷凝器进行冷凝，同时液体则被从分离室中排除，以便进行下次的循环使用，这是降膜蒸发器的基本原理。
1.2 降膜蒸发器的特点1）气液混合物的停留时间短，使其对热敏性的液料不会降解。
2）由于气液混合物呈薄膜状，流速大，这提高了蒸发器的热交换系数，提高了能源的利用率。
3）由于降膜蒸发器的压力降低差值相对较小，以此降膜蒸发器的工艺侧压力和温度接近常温常压，可以减少外部压力和热源的使用。
4）由于降膜蒸发器的工艺设计中采用了部分重力作用来推动液料的运动。
而不是一般的靠温度差推动液料的向下运动，所以这种蒸发器的环保节能价值更高。
5）降膜蒸发器的操作性能主要取决于气液体分布器的性能，这使得降膜蒸发器性能提高具有很大的局限性。
6）为了保证降膜蒸发器输送管内完全湿润，必须使用较长的输送管道和较高的液料的流量。
1.3 降膜蒸发器的常见类型降膜蒸发器按分布液壁的类型不同可以分为三种：水平管式降膜蒸发器、竖直管式降膜蒸发器和板式降膜蒸发器。
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。
空调降模式蒸发器
与满液式蒸发器相比，优化设计之后的特 点： A、制冷剂充注量减少，混合降膜式减少约 25%，全降模式减少30%~40%。 B、铜管表面需特殊处理。
C、设计时必须模拟流体膜流动与汽化特 性，确保不会出现干管现象（局部铜管无冷 媒或不足量冷媒），使换热效果下降。 由此，可分析，混合降膜式出现干管现象的 可能性较全降膜少。
空调降模式蒸发器
一、简介
常见空调降模式蒸发器又分为：混合降膜式 蒸发器、（全）降模式蒸发器两种。
二、常见降膜蒸发器
2.1、混合降膜式蒸发器Βιβλιοθήκη 2.2、（全）降模式蒸发器：
部分空调企业称降模式蒸发器，部分公司称全降膜式蒸发 器。其实二者原理基本相同，只是壳管内部设计有细微差 别。 示意图如下：
三、降模式蒸发器特点
食品工厂机械与设备考试填空题及答案
食品工厂机械与设备考试填空题及答案食品工厂机械与设备考试填空题及答案 1、带式输送机依靠作用输送物料 2、斗式提升机装料方法有两种。
3、带式输送机中帆布带常用于灌装线上用于输送容器的输送机常采用板带式形式的输送带。
4、一般离心泵不宜用于输送温度超过的料液5、悬浮式气力输送系统总是由系统、合式系统分组成。
喷射式供料器具有风量调节能力 6、螺杆泵泵送料液的密封空间是由和组成的。
7、滚筒式清洗机的驱动方式为式。
8、 CIP 装置中贮槽的作用 9、双端式自动洗瓶机卫生条件于单端式, 10、利用 CIP,一般关心射程和喷头覆盖的角度两个方面。
1、按原理分，离心机可分为、2、三足式离心机的分离形式以卧式螺旋离心机的分离形式以降式为主。
3、碟式离心机的碟片的作用。
4、真空转鼓过滤机的分配头由和组成5、工业上常用的过滤介质有：①介质，如细砂、石砾，炭等；②物介质，如金属或非金属丝编织的网、布或无纺织类的纤维纸；③ 多孔性固体介质，如多孔陶、多孔塑料等。
6、泵在一般的膜分离系统中的和两方面的作用。
7、一般情况下，超临界萃取系统的分离器前需布置调压阀门和器 8、旋桨式搅拌器以流型为主涡轮式搅拌器以 9、液体用的搅拌设备通常由等构成。
10、高压均质机使物料受到 1.常用的雾化器有和。
膏状物料的雾化可采用气流式雾化器。
逆流式喷雾干燥不能使用离心式雾化器 2. 3.采用压力式喷雾时，须选择直流型热风分配器，要求塔足够高。
4 的场合。
封闭式喷雾干燥系统常使用惰性气体为传热传质介质5．食品料液可用或方式进行浓缩。
6. 降膜式蒸发器加热室顶部设有将液膜的料液分布器。
10 11 冷冻干燥的供热方式有、微波加热、辐射加热 1 2、静水压式高压连续杀菌机利用, 其杀菌温度与面高度与升温水柱的水平高度高度有关 3、流体食品物料无菌处理系统的基本组成包括：、器、保持管和背压阀、冷却器。
4、根据灌装时容器内的压力状态，灌装机可分为三类。
5、板片的波纹形状有 .6、板片式换热器利用效果 7 8、罐头食品杀菌设备按操作方式分为。
《降膜蒸发器》课件
# 降膜蒸发器 探索降膜蒸发器的工作原理、种类、应用以及设计参数，了解它的优缺点、 维护与技术支持，并展望未来发展趋势。
概述
降膜蒸发器是一种热传导形式的传热设备，通过在管壁上形成持续的薄膜来完成传热和传质过程。
降膜蒸发器的种类
等通量热交换器
采用定量供液方式，液膜厚度均匀、稳定。
1 优点
高传热效率、节能环保、运行稳定、适应性强。
2 缺点
设备成本高、对液体性质要求较高、维护难度大。
降膜蒸发器的设计与工艺
1
设计参数
液体流量、蒸汽流量、管壁材料等关键
工艺流程
2
设计参数。
液体进料、蒸汽加热、薄膜形成和蒸汽
冷凝等工艺环节。
3
技术支持
设备选型、安装调试、维护保养等技术 支持服务。
降膜蒸发器的维护与技术支持
热管式降膜蒸发器
利用热管技术实现传热和传质的高效率蒸发过程。
级数式降膜蒸发器
将多个降膜蒸发器堆叠组合，提高传热效率。
降膜蒸发器的应用
化工领域
用于石化、制药等行业的溶剂 回收和废气净化。
食加工领域
用于果汁、酒精等液体的脱水 处理。
其他领域
用于海水淡化、废水处理等环 境保护领域。
降膜蒸发器的优缺点
维护方法
定期检查、清洗和更换关键部件，确保设备稳定运行。
技术支持
提供设备故障排除、性能提升等技术支持服务。
结论
1 降膜蒸发器的未来发展趋势
更高效、更节能、更智能化的降膜蒸发器将得到广泛应用。
2 降膜蒸发器的总体评价
作为传热领域的重要设备，降膜蒸发器具有广阔的应用前景和发展空间。
参考文献
双效降膜蒸发器的介绍
双效降膜蒸发器产品简介一、蒸发器结构1、二效蒸发器一效和二效蒸发器结构相同，均由器体、器帽、器底三部分组成。
器体由壳体和焊接在两端板上的蒸发管束构成。
器帽和器体相连，中间有胶垫密封，帽内装有物料分配盘，盘底有物料分配孔，盘内置分配板。
2、分离器分离器由圆柱形壳体，用于分离来自蒸发器的物料和二次蒸汽，其入口在下侧，与器体相切，顶部有二次蒸汽出口和照明灯孔。
物料出管焊接在底部。
视孔置于壳体的前下方，器体顶还置有温度表和真空表接头。
用于第二效的分离器还置有破真空阀。
3、物料泵和冷凝水泵设备配置有一台不锈钢离心泵（根据物料及工艺而起），按其能力大小分为两种：进料泵能力（流量、扬程）大于其它泵，其中2-3台泵，结构尺寸，性能完全相同，一台用于泵送设备加热蒸汽的冷凝水，其余2-3台泵送物料。
这三台泵，除进料泵的泵头和配用电机外，结构形式尺寸基本相同。
泵由泵头，泵架和电机三大部分组成，泵头与电机连接一端装有双端面机械密封，其间有润滑，冷却水的进出口接头。
配用电机：4、仪表箱仪表箱是设备的控制邮件，箱体为立式长方形，以角锯为骨架，外包皮为碳钢板，表面喷涂漆，前方有可卸的盖板。
箱面上装有电源、压力、真空、温度指示仪表，和电动机开关按变压钮及其指示灯。
内装有电动机的交流接触器和保险器，设备照明灯变压器。
仪表箱的输入电源的350V，50HZ，电路图见附图。
二、设备的安装与试车：1、安装前的准备工作：A、检查设备的零部件是否齐全、完整，有无在运输、装卸过程中损坏。
B、根据现场的实际情况确定吊装方案，准备吊装工具。
C、设备在楼板上安装时，根据设备重量须校该楼板荷重强度。
D、清洗各部件，把焊接、泥沙等异物要彻底清理干净，以免试车时进入转动部件，使之损坏或失灵。
E、温度表、真空表、压力表等仪表应校对其准确性和灵敏度。
2、设备的安装①、注意事项与要求：A、设备支架予埋件，上平台，泵基础予埋件及动力线予埋管的水泥灌注，养生按土建规定执行，其方位尺寸见基础图。
立式降膜蒸发器与水平管膜蒸发器
防结垢措施及清洗频率
通过污泥接种方式，使浓缩过程中形成的结垢物附着在晶种上而非管壁上，每3～6个月化学清洗一次
可通过机械装置（如毛刷）清除结垢物，但由于机械装置（如毛刷）的局限性，对悬浮性和有机物形成的软性污垢层清除效果很好，对硬性的无机盐的垢层效果不理想，因而同样需每3～6个月化学清洗一次
4
占地面积
很小
很大，比立式蒸发器大超过10倍
5
安装要求
垂直度要求很高
水平度要求较高
6
运行维护
很少
较多，特别是带机械清洗装置的蒸发器，由于零部件量大，且易出现故障，维护量较大
7
造价
与传热系数成反比，相对较低比立式降膜蒸发器要高30～0%8适用领域
废水和低粘度的料液浓缩
较高粘度的物料，用于精细化工、医药、食品等行业
1、换热管卧式水平布置，处理液沿换热管圆周面运动形成液膜进行换热；
2、为在换热管圆周面形成液膜，流速必须很小，流体呈层流状态，边界层厚，从而传质传热效率低；
3、挂膜不均匀，易产生干壁现象，流速低结垢物极易粘附在换热管壁
2
传热系数
3000～4000W/(m2K)
1500～2500W/(m2K)，比立式降膜蒸发器要低30～50%
立式降膜蒸发器与水平管膜蒸发器（卧式）比较
序号
比较项目
立式降膜蒸发器(我们采用)
水平管膜蒸发器（卧式）
1
工艺设计与运行方式
1、换热管立式布置，处理液沿换热管圆柱面运动形成液膜进行换热；
2、采用大循环量，流速很快，流体呈湍流状态，边界层薄，从而传质传热效率高；
3、不易产生干壁现象，由于流速很快，结垢物受冲刷很难附着在换热管壁
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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。
多层淋降板式分布器结构简单,加工、安装和检修都较方便,由于在管板上是多点布料,所以管板直径的大小对于分布效果的影响不明显、但是沿单根管子的内壁布膜不
如插头和溢流型好。
对于大型降膜蒸发器,管板上液位差对于分布效果的影响是主要的,所以采用多层淋降板式分布器是适宜的。
分布器的分布效果除了与分布器的结构有很大关系外,还与分布器的加工质量、热交换管的垂直度,上管板的水平度、物料的性质等有密切的关系,这些都要靠设计、制造、安装乃至操作等环节来共同保证。