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中药提取 蒸发器分类设计选型资料 你想要的全在这里
点击次数:8 发布时间:2019-09-12 18:05:42
蒸发器的种类

随着工业蒸发技术的不断发展,蒸发设备的结构与型式亦不断改进与创新,其种类繁多,结构各异。目前工业上实用的蒸发设备约有六十余种,其中最常用的也有十余种型式,本节仅介绍常用的几种。
常用蒸发器主要由加热室和分离室两部分组成。加热室的型式有多种,最初采用夹套式或蛇管式加热装置,其后则有横卧式短管加热室及竖式短管加热室。
继而又发明了竖式长管液膜蒸发器,以及刮板式薄膜蒸发器等等。根据溶液在蒸发器中流动的情况,大致可将工业上常用的间接加热蒸发器分为循环型与单程型两类。

1.循环型蒸发器
这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作循环流动。根据造成液体循环的原理的不同,又可将其分为自然循环和强制循环两种类型。前者是藉助在加热室不同位置上溶液的受热程度不同,使溶液产生密度差而引起的自然循环;后者是依靠外加动力使溶液进行强制循环。目前常用的循环型蒸发器有以下几种:
(1)中央循环管式蒸发器
中央循环管式蒸发器的结构如图片所示,其加热室由一垂直的加热管束(沸腾管束)构成,在管束中央有一根直径较大的管子,称为中央循环管,其截面积一般为加热管束总截面积的40~100%。
中央循环管蒸发器具有结构紧凑、制造方便、操作可靠等优点,故在工业上的应用十分广泛,有所谓“标准蒸发器”之称。但实际上,由于结构上的限制,其循环速度较低(一般在0.5m/s以下);而且由于溶液在加热管内不断循环,使其浓度始终接近完成液的浓度,因而溶液的沸点高、有效温度差减小。此外,设备的清洗和检修也不够方便。
(2)悬筐式蒸发器
由于与蒸发器外壳接触的是温度较低的沸腾液体,故其热损失较小。悬筐式蒸发器适用于蒸发易结垢或有晶体析出的溶液。它的缺点是结构复杂,单位传热面需要的设备材料量较大。
(3)外热式蒸发器
外热式蒸发器的特点是加热室与分离室分开,这样不仅便于清洗与更换,而且可以降低蒸发器的总高度。因其加热管较长(管长与管径之比为50~100),同时由于循环管内的溶液不被加热,故溶液的循环速度大,可达1.5m/s。
(4)列文蒸发器
列文蒸发器的优点是循环速度大,传热效果好,由于溶液在加热管中不沸腾,可以避免在加热管中析出晶体,故适用于处理有晶体析出或易结垢的溶液。其缺点是设备庞大,需要的厂房高。此外,由于液层静压力大,故要求加热蒸汽的压力较高。
(5)强制循环蒸发器
这种蒸发器的优点是传热系数大,对于粘度较大或易结晶、结垢的物料,适应性较好,但其动力消耗较大。
2.单程型蒸发器
这类蒸发器的特点是,溶液沿加热管壁成膜状流动,一次通过加热室即达到要求的浓度,而停留时间仅数秒或十几秒钟。
单程型蒸发器的主要优点是传热效率高,蒸发速度快,溶液在蒸发器内停留时间短,因而特别适用于热敏性物料的蒸发。
按物料在蒸发器内的流动方向及成膜原因的不同,可以分为以下几种类型:
升膜蒸发器;降膜蒸发器;升—降膜蒸发器;刮板薄膜蒸发器。
(1)升膜蒸发器
升膜式蒸发器其加热室由一根或数根垂直长管组成,通常加热管直径为25~50mm,管长与管径之比为100~150。
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。
(2)降膜蒸发器
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。此外,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。
(3)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,原料液经预热后先由升膜加热室上升,然后由降膜加热器下降,再在分离室中和二次蒸汽分离后即得完成液。
这种蒸发器多用于蒸发过程中溶液的粘度变化很大,水分蒸发量不大和厂房高度有一定限制的场合。
(4)刮板薄膜蒸发器
在某些情况下,可将溶液蒸干而由底部直接获得固体产物。
这类蒸发器的缺点是结构复杂,动力消耗大,传热面积小,一般为3~4m2,最大不超过20m2,故其处理量较小。
3.直接接触传热的蒸发器
在实际生产中,除上述循环型和单程型两大类间壁式传热的蒸发器外,有时还应用直接接触传热的蒸发器。
它是将燃料(通常是煤气或重油)与空气混合后燃烧产生的高温烟气直接喷入被蒸发的溶液中,高温烟气与溶液直接接触,使得溶液迅速沸腾汽化。蒸发出的水分与烟气一起由蒸发器的顶部直接排出。
通常这种蒸发器的燃烧室在溶液中的深度为200~600mm,燃烧室内高温烟气的温度可达1000℃以上,但由于气液直接接触时传热速率快,气体离开液面时只比溶液温度高出2~4℃。燃烧室的喷嘴因在高温下使用,较易损坏,故应选用耐高温和耐腐蚀的材料制作,结构上应考虑便于更换。
浸没燃烧蒸发器的特点是结构简单,传热效率高。该蒸发器特别适用于处理易结晶、结垢或有腐蚀性的物料的蒸发。目前在废酸处理和硫酸铵盐溶液的蒸发中,已广泛采用此种蒸发器。但它不适用于不可被烟气污染物料的处理,而且它的二次蒸汽也很难利用。
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