管式降膜蒸发器

此外，由于从黑液中蒸发出的二次蒸汽快速向下流动， 将黑液液膜吹得更薄、流速更快，使传热热阻大大降低， 传热系数更高。由于是液膜蒸发，降低了传热热阻，也没 有由于静液位压力引起的沸点升高，故用于加热的有效温 差提高，所以，管式降膜蒸发器的传热系数和热效率均高 于传统的蒸发器。
三、管式降膜蒸发器操作要点
管式降膜蒸发器
专业：化工过程机械 汇报人：刘品达、楚晓婷
一、背景
管式降膜蒸发器在食品、化工、海水淡化、造纸 等行业现己被广泛应用，特别是在制浆碱回收蒸发中 发挥着重要作用。 管式降膜蒸发器具有结构简单，投资低，传热 效率高，加热面易清洗，耗电量低，出液浓度高， 操作弹性大且结构牢固、容易维修，使用寿命长， 不易结垢等特点，目前在国际蒸发器产品中己成为 主流。
六、降膜蒸发器新技术—扭曲扁管
扭曲管是将椭圆管或者压扁管经扭曲形成的一种连续 交变强化的换热管型。 管内流体在螺旋形流道内产生二次流和旋转运动，增 加流体的湍动程度起到了强化传热作用；在管外，扭曲 管较光管管间更易形成小而多的均匀可控水柱流或水膜 流，喷淋水更易在管顶端成膜，而凹凸曲面更易实现管 表面水膜的均匀分布。另外，试验室对扭曲扁管用于蒸 发冷却器的喷淋实验得到，扭曲管管束的总传热系数比 光管的高15%一20% 。
五、与其它降膜蒸发器的对比
管式降膜蒸发器关键是降膜蒸发，它具备了降膜 式蒸发器的所有优点：
（ 1 ）液膜蒸发，在低温差下具有良好的传热性能， 蒸发效率高。
（2）没有静液位引起的沸点升高，有效温差提高。 （3）液膜由循环泵保证，不易结垢，生产能力调 整范围大。 （4）浓黑液的浓度比其他形式蒸发器高。 此外，管式降膜蒸发器还有其他降膜蒸发器不 具备的例如承压能力高、设备运行稳定性强等特点。
二、管式降膜蒸发器的结构及工作原理
硫酸盐法或烧碱法 制纸浆过程中，洗 管式降膜蒸发器结构简单，由加热蒸发室、分配 涤蒸煮后的纸浆的 盘、汽液分离室、除雾器、循环管等部分构成。 洗涤液。
黑液经内置循环管预热并输送至上管板上部分配 盘，并由分配盘均匀地分布在管板的管桥上，再沿加 热管内壁呈膜状流下，同时进行传热蒸发。 黑液在管式降膜蒸发器内蒸发时，循环泵从汽液 分离室内将黑液抽出，通过泵出口的内置循环管将黑 液输送到蒸发器顶部的分配盘，通过分配盘均匀分配 后，黑液自加热管内壁呈膜状自由流下，加热管流下 的黑液及二次蒸汽在汽液分离室分离，完成一个循环 蒸发过程。
七、结语
1、由于管式降膜蒸发器内部流动以及传热的复杂性， 目前很多关联式或模型仍然是经验或半经验的，而且 这些方法得到的结果并不统一。 2、由于实验研究采用的工况与工业应用不尽相同，使 用的模型也大多进行了简化，因此对工业实际应用的指 导意义有限。
3 、对于管式降膜蒸发，实验方法得到详细和精确的 信息有限，而理论模拟方法又需要很大的计算量，最 好把两者结合起来。
4 、在工业应用中，管式降膜蒸发器有很多优点，提 升液膜的均匀度或与其它类型蒸发器联用构成多效蒸 发器也是一个发展趋势。
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四、管式降膜蒸发器的特点及分析
1、传热效率高
传热效率与导热系数是密不可分的，对于蒸发 器来说，影响导热系数的因素有以下几个方面:
（1）加热元件 管式降膜蒸发器加热元件材料根据黑液不同可 选用1. 20一1. 25 mm不锈钢管或3 mm碳钢无缝钢 管。当选用不锈钢管时，加热管壁较薄，导热系数 高；当选用碳钢无缝钢管时，虽然加热管壁较厚， 但碳钢导热系数要比不锈钢高出近 3 倍，所以加热 管导热系数仍然很高。
另外，管式降膜蒸发器循环管采用内置结构， 对循环黑液起到预加热的作用，使黑液快速达到沸 点，从而缩短了加热元件对黑液的预热时间，提高 了有效蒸发面积。
2、耐压高、使用寿命长
管式降膜蒸发器加热元件组是由加热管与上、下 管板焊接或胀接而成，加热元件组接点少，使用寿命 长，加热管的承压性能好、耐压高。
3、易维修
蒸发操作必须稳定两个条件 : 即降膜密度与热负荷的 稳定。 降膜蒸发器的降膜密度（单位管内周长每秒流过的液 量），该流量小到一定数值时，液膜发生破裂，由整体的 膜状液流转变为分散的絮条状液流，即出现“干壁”现象。
液膜在加热管内向下流动时，水分不断蒸发，液膜 逐渐变薄。因此，在加热管下部，液膜最容易破裂，当 严重缺料时，会发生断流现象，时间较长会“干管”造 成加热管堵塞。
(2)黑液液膜厚度 管式降膜蒸发器加热管液膜与二次蒸汽流向相同， 而蒸汽流速较快，是黑液液膜的几倍，它可以把液 膜吹得更均匀、更薄，降低了热阻，流速更快，提 高了传热效率。 (3)冷凝水液膜厚度 冷凝水液膜厚度越大，热阻也越大，而冷凝水沿 加热元件自上而下流动，液膜逐渐变厚，会降低传热 效率。管式降膜蒸发器一般加热管长9一12 m，加热 室内设有多层隔板，把下降的冷凝水分段截流，使沿 管壁下流的冷凝水液膜不会变得越来越厚，从而降低 了冷凝水液膜的热阻，提高了传热效率。
管式降膜蒸发器的结构简单，加热管上下只有两 个胀接口或环焊缝。
4、分配盘垢片易清理
管式降膜蒸发器布液盘是开放式结构，黑液由循 环管直接进到分配盘上，如果有垢片，在流动的黑液 作用下，垢片会处于悬浮状态，基本不会滞留在一处 而堵塞布液孔。
5、加热面结垢易清除
管式降膜蒸发器清垢比较简单易操作，操作人员可 通过上、下人孔进入蒸发器，蒸发器管箱内有很大的操 作空间，只需打开布液盘，就可以对每一根加热管进行 清理，而且没有死角，能彻底清理加热管的垢层。