蒸发设备操作讲解

二、蒸发设备
2.悬筐式蒸发器
它的加热室像个悬筐，悬挂在蒸发器壳体的 下部，可由顶部取出，便于清洗与更换。
加热蒸汽：由壳体上部经管道引入加热室在 管束环隙内流动。
溶液：在管内和加热室外壁与蒸发器壳体的 内壁之间构成的环形通道内流动。因环形通 道内溶液的受热程度较弱，因而使溶液形成 沿环形通道下行、再由加热管上行的循环运 动。
蒸发器的操作与控制
工艺流程的确定和主体设备的选择
蒸发
将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使 其中的挥发性溶剂部分汽化从而将溶液 浓缩的过程称为蒸发。 蒸发操作广泛应用于化工、轻工、制药、 食品等许多工业中。
蒸发操作主要目的
1．制取增浓的液体产品，如电解法制得的烧碱液 的浓缩、蔗糖水溶液的浓缩以及各种果汁、牛奶 的浓缩等；
一、蒸发流程
蒸发过程两个重要的组成部分：
不断除去汽化的蒸发溶剂—冷凝器 加热溶液使溶剂汽化—蒸发器
两个小概念： 生蒸汽—蒸发过程所用的加热介质通常为水蒸气， 被称为加热蒸汽或生蒸汽。 二次蒸汽—溶剂由于吸热沸腾汽化而生成的蒸汽 被称为二次蒸汽。
二、蒸发设备
蒸发设备
蒸发器
加热室 蒸发室
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除沫器
辅助设备
二、蒸发设备
特点：利用外加动力（循环泵） 使溶液沿一定方向作高速循环流 动， 优点：循环速度高，其循环速度 在2.5m/s以上。循环速度的大小 可通过调节循环泵的流量来控制； 对流传热系数高。 缺点：动力消耗大，需添加循环 泵。 适于处理粘度大，易结垢、有晶 体析出的溶液。
二、蒸发设备
（二）单程型(膜式)蒸发器
1-预热器；2-升膜加热室；3-降膜加热室； 4-分离室；5-冷凝水
二、蒸发设备
4.刮板薄膜蒸发器 原理：它的壳体外部装有加热蒸汽 夹套，壳体内装有旋转刮片。料液 由蒸发器上部沿切线方向加入后， 在重力和旋转刮片刮带下，溶液在 壳体内壁上形成旋转下降的液膜， 并在下降过程中不断被蒸发浓缩， 在底部得到完成液。 适用：易结晶、易结垢、高粘度的 溶液。 缺点：结构复杂，动力消耗大，传 热面积小，处理能力低。
二、蒸发设备
这类蒸发器操作良好的关键是使溶液呈均匀的膜状沿各管内壁 向下流动，为此在每根加热管的顶部设置液体分布器。
降膜蒸发器的布膜器
二、蒸发设备
3 . 升－降膜式蒸发器 原理：蒸发器由升膜管束和降膜
管束组合而成，蒸发器的底部 封头内有一隔板，将加热管束 分成两部分。溶液由升膜管束 底部进入，流向顶部，然后从 降膜管束流下，进入分离室， 得到完成液。 适用：浓缩过程中粘度变化大的 溶液、厂房有限制的场合。
2．制取纯净的溶剂，如海水蒸发脱盐制取淡水； 3．同时制备浓缩溶液和回收溶剂，如中药生产中
酒精浸出液的蒸发。 （被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其它溶液，而工业上处理的
溶液大多为水溶液，所以本章仅讨论水溶液的蒸发。）
一、蒸发流程
稀溶液（料液）经过预热加入蒸 发器。蒸发器的下部是由许多加 热管组成的加热室，在管外用加 热蒸汽加热管内的溶液，并使之 沸腾汽化，经浓缩后的溶液（完 成液）从蒸发器底部排出。蒸发 器的上部为蒸发室，其作用是使 汽化所产生的蒸汽与夹带的液体 分离。为减少汽体夹带的液体量 蒸发器顶部还装有除沫器，经过 汽液分离的蒸汽被引至冷凝器冷 凝成液体而除去。
优点：悬筐式蒸发器适用于蒸发易结垢或有 晶体析出的溶液。溶液循环速度较高(约为1 ～1. 5m/s)。
缺点：结构复杂，单位传热面需要的设备材 料量较大。
二、蒸发设备
3 .外热式蒸发器 特点：加热室与蒸发室分开。 这种结构不仅便于清洗与检 修，而且可以降低蒸发器的 总高度。由于可以采用较长 的加热管（管长与管径之比 为50～100），循环管又不被 蒸汽加热，加大了溶液的密 度差，因此溶液的循环速度 较大，但一般不超过1.5m/s。 适于处理易结垢、有晶体析 出、处理量大的溶液。
特点：溶液在蒸发器中循环流动，溶液在蒸发器内停留时间长，溶液 浓度接近于完成液浓度。
由于引起循环运动的原因不同，分为自然循环型和强制循环型两类。
自然循环型：由于溶液受热程度不同产生密度差引起。 强制循环型：依靠外力迫使溶液沿一个方向作循环运动 。
二、蒸发设备
1．中央循环管式蒸发器 加热蒸汽：加热室管束环隙内。 溶液：加热室管束及中央循环管内，受 热时，由于中央循环管单位体积溶液受 热面小，溶液密度较加热管内大，使得 溶液形成由中央循环管下降，而由其余 加热管上升的循环流动。 优点：结构紧凑、制造方便、投资较少、 操作可靠。 缺点：溶液的循环速度较低（一般在 0.5m/s以下），传热系数较小，且清洗 检修比较麻烦。
二、蒸发设备
4. 列文蒸发器 特点：在加热室上部设置沸腾室，加 热室的溶液由于受到上方沸腾室液柱 产生的压力作用，沸点升高使溶液不 在加热管中沸腾，上升到沸腾室时才 开始沸腾汽化。 优点：流动阻力小；循环速度高；传 热效果好；加热管内不易堵塞。 缺点：设备费高；厂房高，耗用金属 多。 适于处理有晶体析出或易结垢的溶液。
二、蒸发设备
2 . 降膜蒸发器 原理：溶液预热后由加热室顶 部加入，经管端的液体分布器 均匀分配在各加热管内，在重 力作用下沿管内壁呈膜状向下 流动并进行蒸发，汽液混合物 从管下端流出，进入分离室， 汽、液分离后，完成液由分离 室底部排出。
适用：浓度高、粘度较大的溶 液。
不适用：易结晶、结垢的溶液。
冷凝器 真空装置
用来进行蒸发的设备主要是蒸发器和冷凝器
蒸发器的作用是加热溶液使水沸腾汽化，并移去， 由加热室和蒸发室两部分组成。 冷凝器与蒸发器的蒸发室相通，其作用是将产生的 水蒸汽冷凝而除去。
二、蒸发设备
根据蒸发器中溶液的流动情况，把蒸发器分为循环型与非循环型（单 程型）两类。
（一）循环型蒸发器
溶液在蒸发器中只通过加热室一次，不作循环流动。溶液 通过加热室时，在管壁上呈膜状流动，故习惯上又称为液 膜式蒸发器。 传热效率高，蒸发速度快，溶液在蒸发器中的停留时间很短， 因而特别适用于热敏性物料的蒸发。
二、蒸发设备
1. 升膜蒸发器 原理：溶液预热到接近沸点时 由蒸发器底部送入，进入加热 管时立即受热沸腾汽化，溶液 在高速上升的二次蒸汽带动下， 沿管壁呈膜状向上流动并蒸发。 到达分离室后，完成液与二次 蒸汽分离后由分离室底部排出。 适用：蒸发量较大（即稀溶 液）、热敏性及易起泡沫的溶 液。 不适用：高粘度、有晶体析出 或易结垢的溶液。