刮板式薄膜蒸发器
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
根据物料的粘度等特性，有下 述三种刮板形式可供选择： (1) 滑动刮板
滑动刮板是一种最基本、最常见的 刮板形式。刮板被安装在转子的四 条刮板导槽内，由于受转子旋转的 离心力作用而沿径向甩向蒸发筒体 内壁面，同时随转子一起作圆周运 动。刮板的这种刮动，使物料在蒸 发壁面上呈膜状湍流状态，极大提 高了传热系数，同时这种连续不断 的刮动，有效地抑制物料的过热、 干壁和结垢等现象。
图9-固定刮板简图 图10-铰链刮板简图
四、刮板式薄膜蒸发器的性能特点
• 优点
• 薄膜蒸发器具备的下述独特的优点，是常规膜式蒸发器所不能比拟的： 1.极小的压力损失 在旋转刮板薄膜蒸发器中，物料“流”与二次蒸汽“流”是两 个独立的“通道”：物料是沿蒸发筒体内壁(强制成膜)降膜而下；而由蒸发面蒸 发出的二次蒸汽则从筒体中央的空间几乎无阻碍地离开蒸发器，因此压力损 失(或称阻力降)是极小的。
刮板式薄膜蒸发器
唐凯雄
来自百度文库
目录
• 一：刮板式蒸发器的结构 • 二：工作原理 • 三：主要结构及其特点 • 四：刮板式蒸发器的性能特点 • 五：应用领域 • 六：具体事例及其改进
一、刮板式薄膜蒸发器结构图
• 1-电机、减速器 • 2-上端机械密封 • 3-分离桶 • 4-扑沫器 • 5-分布器 • 6-转子 • 7-刮板 • 8-夹套 • 9-筒体 • 10-底封体 • 11-下端密封
一个独特的布料器不仅仅具有将 物料均匀地泼向蒸发器内壁，防止物 料溅到蒸发器内部喷入蒸汽流，还具 有防止刚进入的物料在此处闪蒸，有 利于泡沫的消除，物料只能沿着加热 面蒸发。
在刮膜蒸发器的上部配有一个依 据物料特性设计的离心式分离器，将 上升蒸汽流中的液滴分离出来并返回 布料器。
• 图3
薄膜蒸发器内的流体流动可 视为转子刮板引起的切向流 动和重力引起的轴向流动的 合成，液膜流态可分为3 个 区域: ①刮板前缘液体产生 旋转作用形成的涡旋圈形波, 此部分流体呈螺旋状向下流 动。 ②刮板后缘附近形成的紊流 液膜。 ③紊液膜与下一个圈形波之 间由于刮板作用的消失而形 成的层流液膜。
• 2.可实现真正真空条件下的操作 正是由于二次蒸汽由蒸发面到冷凝器的阻力极小，因此可使整个蒸发筒
体内壁的蒸发面维持较高的真空度(可达-750mmHg以上)，几乎等于真空系统 出口的真空度。由于真空度的提高，有效降低了被处理物料的沸点。
• 3.高传热系数，高蒸发强度 物料沸点的降低，增大了与热介质的温度差；呈湍流状态的液膜，降低
了热阻；同样，抑制物料在壁面结焦、结垢，也提高了蒸发筒壁的分传热系 数；高效旋转薄膜蒸发器的总传热系数可高达8000KJ/h·㎡·℃，因此其蒸发强 度很高。
4.低温蒸发 由于蒸发筒体内能维持较高的真空度，被处理物料的沸点大大降低，因此
特别适合热敏性物料的低温蒸发。
5.过流时间短 物料在蒸发器内的过流时间很短，小于10秒左右；对于
7.适应性强、操作方便 独特的结构设计，使该产品可处理一些常规蒸发器不易处理的高粘度、含颗
粒、热敏性及易结晶的物料。 旋转薄膜蒸发器操作弹性大，运行工况稳定，且维护工作量小，维修方便。
图8-滑动刮板简图
(2) 固定刮板 固定刮板都采用金属材料， 它被刚性连接在转子上，刮 板的长度同蒸发筒身，旋转 刮板与蒸发筒身内壁的间隙 仅为1-2mm，要求较高的加 工与安装精度，它适宜特高 粘度及易起泡沫物料的蒸发 浓缩、脱溶或提纯。 (3) 铰链刮板 这种刮板适宜于易在加热面 上结垢的物料，刮板通常采 用金属件，采用活动铰链方 式将刮板安装在转架上。当 转子转动时，由于离心力的 作用，刮板被紧压在蒸发筒 体内壁，(与壁面)呈一定角 度在壁面滑动，将物料刮成 薄膜，且防止壁面结垢。
• 图1
二、工作原理
• 1、概述 薄膜蒸发器是通过旋转
刮膜器强制成膜，并高速流 动，热传递效率高，停留时 间短（约10~50秒），可在真 空条件下进行降膜蒸发的一 种新型高效蒸发器。
它由一个或多个带夹套 加热的圆筒体及筒内旋转的 刮膜器组成。刮膜器将进料 连续地在加热面刮成厚薄均 匀的液膜并向下移动；在此 过程中，低沸点的组份被蒸 发，而残留物从蒸发器底部 排出。
常用的活动刮板而言，其刮动物料的端面有导流的沟槽(见图5)， 其斜角通常为45°，改变斜角的角度，可改变物料的过流时间， 物料在刮板的刮动下，呈螺旋下降离开蒸发段。缩短过流时间， 有效防止产品在蒸发过程中的分解、聚合或变质。
图11-刮板端面导液槽 6.可利用低品位蒸汽
蒸汽是常用的热介质，由于降低了物料的沸点，在保证相同Δt的条件下， 就可降低加热介质的温度，利用低品位的蒸汽，有利于能量的综合利用。特别 适宜作为多效蒸发的末效蒸发器。
图6 1-加热管 2-导流管 3-齿缝
3、转子
安装在蒸发器筒体内的转子 由转轴与转架组成。转子由 电机、减速机驱动，并带动 刮板作圆周运动。转架采用 不锈钢精密铸件加工而成， 使其强度、几何尺寸、稳定 性等都得到有效保证。
图7-挠性转子结构简图
4、刮板
由于刮板的运动，将物料不断地在 蒸发面上刮成薄膜，以达到薄膜蒸 发的效果。
图2
2、工作原理 物料从加热区的上方径向进入蒸发器； 经布料器分布到蒸发器加热壁面，然 后，旋转的刮膜器将物料连续均匀地 加热面上刮成厚薄均匀的液膜，并以 螺旋状向下推进。在此过程中，旋转 的刮膜器保证连续和均匀的液膜产生 高速湍流，并阻止液膜在加热面结焦、 结垢，从而提高传热系数。轻组份被 蒸发形成蒸汽流上升，经汽液分离器 到达和蒸发器直接相连的外置冷凝器； 重组份从蒸发器底部的锥体排出。
图4- 薄膜蒸发器内流体流 动过程示意图
三、主要结构及其特点
• 1、扑沫器
• 作用：利用液体的 惯性使气液分离， 以除去液沫。
图5-几种简单扑沫器结构图
2、分布器 降膜式蒸发器与升膜式蒸发 器相比，料液是从顶部加入， 在重力作用下沿管壁成膜状 下降，并在此过程中不断被 蒸发而增浓，在其底部得到 完成液。为使液体在进入加 热管后能有效的成膜，每根 管的顶部装有液体分布器， 其形式很多，左图为几种常 见的分布器图
滑动刮板是一种最基本、最常见的 刮板形式。刮板被安装在转子的四 条刮板导槽内，由于受转子旋转的 离心力作用而沿径向甩向蒸发筒体 内壁面，同时随转子一起作圆周运 动。刮板的这种刮动，使物料在蒸 发壁面上呈膜状湍流状态，极大提 高了传热系数，同时这种连续不断 的刮动，有效地抑制物料的过热、 干壁和结垢等现象。
图9-固定刮板简图 图10-铰链刮板简图
四、刮板式薄膜蒸发器的性能特点
• 优点
• 薄膜蒸发器具备的下述独特的优点，是常规膜式蒸发器所不能比拟的： 1.极小的压力损失 在旋转刮板薄膜蒸发器中，物料“流”与二次蒸汽“流”是两 个独立的“通道”：物料是沿蒸发筒体内壁(强制成膜)降膜而下；而由蒸发面蒸 发出的二次蒸汽则从筒体中央的空间几乎无阻碍地离开蒸发器，因此压力损 失(或称阻力降)是极小的。
刮板式薄膜蒸发器
唐凯雄
来自百度文库
目录
• 一：刮板式蒸发器的结构 • 二：工作原理 • 三：主要结构及其特点 • 四：刮板式蒸发器的性能特点 • 五：应用领域 • 六：具体事例及其改进
一、刮板式薄膜蒸发器结构图
• 1-电机、减速器 • 2-上端机械密封 • 3-分离桶 • 4-扑沫器 • 5-分布器 • 6-转子 • 7-刮板 • 8-夹套 • 9-筒体 • 10-底封体 • 11-下端密封
一个独特的布料器不仅仅具有将 物料均匀地泼向蒸发器内壁，防止物 料溅到蒸发器内部喷入蒸汽流，还具 有防止刚进入的物料在此处闪蒸，有 利于泡沫的消除，物料只能沿着加热 面蒸发。
在刮膜蒸发器的上部配有一个依 据物料特性设计的离心式分离器，将 上升蒸汽流中的液滴分离出来并返回 布料器。
• 图3
薄膜蒸发器内的流体流动可 视为转子刮板引起的切向流 动和重力引起的轴向流动的 合成，液膜流态可分为3 个 区域: ①刮板前缘液体产生 旋转作用形成的涡旋圈形波, 此部分流体呈螺旋状向下流 动。 ②刮板后缘附近形成的紊流 液膜。 ③紊液膜与下一个圈形波之 间由于刮板作用的消失而形 成的层流液膜。
• 2.可实现真正真空条件下的操作 正是由于二次蒸汽由蒸发面到冷凝器的阻力极小，因此可使整个蒸发筒
体内壁的蒸发面维持较高的真空度(可达-750mmHg以上)，几乎等于真空系统 出口的真空度。由于真空度的提高，有效降低了被处理物料的沸点。
• 3.高传热系数，高蒸发强度 物料沸点的降低，增大了与热介质的温度差；呈湍流状态的液膜，降低
了热阻；同样，抑制物料在壁面结焦、结垢，也提高了蒸发筒壁的分传热系 数；高效旋转薄膜蒸发器的总传热系数可高达8000KJ/h·㎡·℃，因此其蒸发强 度很高。
4.低温蒸发 由于蒸发筒体内能维持较高的真空度，被处理物料的沸点大大降低，因此
特别适合热敏性物料的低温蒸发。
5.过流时间短 物料在蒸发器内的过流时间很短，小于10秒左右；对于
7.适应性强、操作方便 独特的结构设计，使该产品可处理一些常规蒸发器不易处理的高粘度、含颗
粒、热敏性及易结晶的物料。 旋转薄膜蒸发器操作弹性大，运行工况稳定，且维护工作量小，维修方便。
图8-滑动刮板简图
(2) 固定刮板 固定刮板都采用金属材料， 它被刚性连接在转子上，刮 板的长度同蒸发筒身，旋转 刮板与蒸发筒身内壁的间隙 仅为1-2mm，要求较高的加 工与安装精度，它适宜特高 粘度及易起泡沫物料的蒸发 浓缩、脱溶或提纯。 (3) 铰链刮板 这种刮板适宜于易在加热面 上结垢的物料，刮板通常采 用金属件，采用活动铰链方 式将刮板安装在转架上。当 转子转动时，由于离心力的 作用，刮板被紧压在蒸发筒 体内壁，(与壁面)呈一定角 度在壁面滑动，将物料刮成 薄膜，且防止壁面结垢。
• 图1
二、工作原理
• 1、概述 薄膜蒸发器是通过旋转
刮膜器强制成膜，并高速流 动，热传递效率高，停留时 间短（约10~50秒），可在真 空条件下进行降膜蒸发的一 种新型高效蒸发器。
它由一个或多个带夹套 加热的圆筒体及筒内旋转的 刮膜器组成。刮膜器将进料 连续地在加热面刮成厚薄均 匀的液膜并向下移动；在此 过程中，低沸点的组份被蒸 发，而残留物从蒸发器底部 排出。
常用的活动刮板而言，其刮动物料的端面有导流的沟槽(见图5)， 其斜角通常为45°，改变斜角的角度，可改变物料的过流时间， 物料在刮板的刮动下，呈螺旋下降离开蒸发段。缩短过流时间， 有效防止产品在蒸发过程中的分解、聚合或变质。
图11-刮板端面导液槽 6.可利用低品位蒸汽
蒸汽是常用的热介质，由于降低了物料的沸点，在保证相同Δt的条件下， 就可降低加热介质的温度，利用低品位的蒸汽，有利于能量的综合利用。特别 适宜作为多效蒸发的末效蒸发器。
图6 1-加热管 2-导流管 3-齿缝
3、转子
安装在蒸发器筒体内的转子 由转轴与转架组成。转子由 电机、减速机驱动，并带动 刮板作圆周运动。转架采用 不锈钢精密铸件加工而成， 使其强度、几何尺寸、稳定 性等都得到有效保证。
图7-挠性转子结构简图
4、刮板
由于刮板的运动，将物料不断地在 蒸发面上刮成薄膜，以达到薄膜蒸 发的效果。
图2
2、工作原理 物料从加热区的上方径向进入蒸发器； 经布料器分布到蒸发器加热壁面，然 后，旋转的刮膜器将物料连续均匀地 加热面上刮成厚薄均匀的液膜，并以 螺旋状向下推进。在此过程中，旋转 的刮膜器保证连续和均匀的液膜产生 高速湍流，并阻止液膜在加热面结焦、 结垢，从而提高传热系数。轻组份被 蒸发形成蒸汽流上升，经汽液分离器 到达和蒸发器直接相连的外置冷凝器； 重组份从蒸发器底部的锥体排出。
图4- 薄膜蒸发器内流体流 动过程示意图
三、主要结构及其特点
• 1、扑沫器
• 作用：利用液体的 惯性使气液分离， 以除去液沫。
图5-几种简单扑沫器结构图
2、分布器 降膜式蒸发器与升膜式蒸发 器相比，料液是从顶部加入， 在重力作用下沿管壁成膜状 下降，并在此过程中不断被 蒸发而增浓，在其底部得到 完成液。为使液体在进入加 热管后能有效的成膜，每根 管的顶部装有液体分布器， 其形式很多，左图为几种常 见的分布器图