升膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)原理

        從這篇文章起，我們會介紹我在第一篇文章中提到的單程型蒸發(fā)器，回顧一下，單程型蒸發(fā)器有升膜式、降膜式、攪拌薄膜式和離心薄膜式等。在接下來的三四篇文章中，我們會對著幾種蒸發(fā)器一一介紹。首先我們從升膜式開始說起。

A:物料進(jìn)口B:冷凝水出口C:蒸汽進(jìn)口D:濃縮液出口E:二次蒸汽出口

        升膜式蒸發(fā)器又稱爬升膜蒸發(fā)器，它的加熱室由單根或多根垂直管組合而成，加熱管長徑比一般為100~150，管徑一般在25~50mm之間。原料液必須經(jīng)預(yù)熱達(dá)到沸點(diǎn)或接近沸點(diǎn)后，通過加熱室的底部引入管內(nèi)，然后被高速上升的二次蒸汽（不應(yīng)小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓下可高達(dá)100~160m/s或更高）帶動(dòng)，沿這壁面的邊，呈膜狀流動(dòng)，在上升過程中邊流動(dòng)邊進(jìn)行蒸發(fā)，在加熱室頂部達(dá)到所需濃度，然后完成液從分離器底部排出。它的原理就是虹吸泵的原理，根據(jù)在沸騰過程中產(chǎn)生的蒸汽氣泡的升力，液體和蒸汽并流向上流動(dòng)，同時(shí)，產(chǎn)生的蒸汽量增加，從而，在管壁上產(chǎn)生流動(dòng)的膜，即液體向上“爬”。并流向上運(yùn)動(dòng)有助于在液體中產(chǎn)生高度的湍流。若將常溫下的液體直接引入加熱室，則在加熱室底部必有一部分受熱面用來加熱溶液使其達(dá)到沸點(diǎn)后才能汽化，溶液在這部分壁面上不能呈膜狀流動(dòng)，而在各種流動(dòng)狀態(tài)中，又以膜狀流動(dòng)效果最好，故溶液應(yīng)預(yù)熱到沸點(diǎn)或接近沸點(diǎn)后再引入蒸發(fā)器。

        需要注意的是，進(jìn)入升膜式蒸發(fā)器中料液的溫度必須大于或等于蒸發(fā)溫度，否則料液在蒸發(fā)器底部必有一部分受熱商用來加熱料液使其達(dá)到沸點(diǎn)后才能汽化蒸發(fā)，不僅如此，低溫的物料進(jìn)入蒸發(fā)器不能馬上形成液膜，而且在泵及真空的作用下會以液柱的形式上升，從而降低了蒸發(fā)效率。因此，低于沸點(diǎn)溫度的料液要經(jīng)過預(yù)加熱到沸點(diǎn)或沸點(diǎn)以上溫度方可進(jìn)入蒸發(fā)器，這樣蒸發(fā)參數(shù)才會很快達(dá)到要求并穩(wěn)定。

        這種蒸發(fā)器，溶液只需一次通過加熱管即可達(dá)到所要求的濃度，所以這種蒸發(fā)器適用于濃縮程度不高的稀溶液及熱敏性物料，不適用于高粘度、有晶體析出和易結(jié)垢的溶液。

        因?yàn)檫@種蒸發(fā)器屬于單程型蒸發(fā)器，所以當(dāng)蒸發(fā)參數(shù)穩(wěn)定后，料液在蒸發(fā)器中是不會進(jìn)行循環(huán)，也就是說一次進(jìn)料一次出料即能達(dá)到設(shè)計(jì)蒸發(fā)要求。所以，這種蒸發(fā)器的優(yōu)缺點(diǎn)就顯而易見：

        優(yōu)點(diǎn)：溶液停留時(shí)間短，故特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)；溫度差損失較小，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大。

        缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)時(shí)不易成膜，熱流量將明顯下降；不適用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)。