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    蒸发器evaporator

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    用于进行蒸发操作的主体设备。原始的蒸发器是用直接火加热的锅,至今仍有使用。采用蒸汽作为加热介质后,出现了夹套式和盘管式蒸发器;随后又出现了多种结构的蒸发器,大多数采用管式加热面;近年来又出现了板式加热面的蒸发器。随着生产规模的大型化,单台蒸发器的加热面积已高达3000m2。
      蒸发器由加热室和蒸发室所组成,加热室向溶液提供蒸发所需的热量,要求溶液在加热室的加热管内应具有较大的流动速度,以增加传热系数。蒸发室促进汽液两相的完善分离,它应具有足够大的空间与横截面积。蒸发室顶部通?;股栌谐?。蒸发器的类型很多,按其结构特征分为:
      中央循环管式蒸发器  又称标准式蒸发器(图1),

    图1

    加热室的管束中央有一根直径较大的循环管,其截面积约为加热管总截面积的 40~100%。加热管内的溶液受热汽化,形成汽液混合物,而循环管内的溶液含汽率低,密度大于加热管内的汽液混合物,因而形成溶液由中央循环管下降,从各加热管上升的循环流动。中央循环管式蒸发器结构紧凑,操作可靠,应用相当广泛。但这种蒸发器的料液循环速度较低(一般低于0.5m/s),传热系数较低,清洗和维护也不够方便。
      外热式蒸发器  加热室置于蒸发室一侧(图2),可降低整个设备高度,便于加热室的清洗和更换。常采用较长加热管束,因此溶液循环速度较高(可达1.5m/s)。

    图2

      外沸式蒸发器  又称列文蒸发器(图3),在加热段的上部增设一沸腾段,由于沸腾段液体静压的作用,料液在加热段内只升温而不沸腾,可减轻加热面的结垢。当循环料液上升到沸腾段后,静压减小,就开始沸腾汽化。溶液在蒸发器中的循环是靠循环管中料液与沸腾段中汽液混合物的密度差推动的。由于沸腾段较长,料液循环速度较高(1~2m/s),传热效果较好。外沸式蒸发器适用于蒸发烧碱、食盐、无机盐等容易析出结晶的料液。

    图3

      强制循环蒸发器  在外热式蒸发器的循环管中装置循环泵(见流体输送机械),即构成强制循环蒸发器。这种蒸发器适用于处理粘稠料液,但要消耗动力,维修也比较麻烦。
      升膜蒸发器  料液预热到沸点,由加热室(图4)底部加入,在加热管内强烈汽化,生成的蒸汽带动料液沿管壁呈膜状上升。液膜在上升过程中继续蒸发。溶液只需一次通过加热管即可达到所要求的浓度,这种蒸发器适用于浓缩程度不高的稀溶液及热敏性物料。

    图4

      降膜蒸发器  料液从蒸发器顶部加入,在重力作用下沿加热管管壁呈膜状下降。液膜在下降过程中持续蒸发,溶液只需一次通过加热管即可达到浓缩要求。为使料液沿管壁均布,须在加热器顶部装设液体分布器。降膜蒸发器可处理粘度稍高及热敏性物料,但形成均匀的液膜较困难,传热系数也不高。
      刮膜蒸发器  蒸发器的加热面是圆筒形内壁,器内安装旋转刮板,将加入的料液均匀涂布在加热面上。在液膜下降的过程中,刮板对液膜不断翻动,以强化传热和蒸发。这种蒸发器适用于高粘度易结垢的物料,但结构复杂,处理量小,动力消耗较大。  

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