降膜式蒸发器属于薄膜蒸发器的一种类型,其物料沿加热管壁呈膜状流动而进行换热和蒸发。降膜式蒸发器的料液从蒸发器的**部加入,在重力作用下沿管壁成膜状下降,并在此过程中蒸发。因为具有传热效率高、结构紧凑、制冷剂充注量小等优势,降膜式蒸发器在医、食品、化工等行业已得到广泛应用,并且在冷水机组领域也具有很大的应用前景。在冷水机组领域,主要采用水平管降膜式蒸发器,其应用历史还很短,行业内对其研究也比较少。水平管降膜式蒸发器中布液器的设计是的难点,导致在实际应用中常常出现蒸发管局部干涸现象,行业中普遍的处理方法是采用混合降膜式蒸发器,这样不能充分发挥出降膜式蒸发器的优点。
工作原理:
料液从蒸发器底部,通过循环泵送至蒸发器**部,经过分配器在换热管表面形成均匀布膜,依靠重力和二次蒸汽的拉膜作用,向下流动,完成蒸发过程。
蒸发是浓缩溶液的单元操作,通常溶剂可挥发,而大多数溶质的蒸气压趋近于零,不能挥发。溶液在沸腾条件下,用汽化的办法,排除部分溶剂,使其浓缩的过程,叫做蒸发。在大部分情况下蒸发器用水蒸气作为加热介质(通常称之为加热蒸汽、一次蒸汽或新鲜蒸汽),通过金属壁间接传热给溶液,溶液受热后,溶剂沸腾汽化,产生的蒸汽(大多数情况下也是水蒸气)叫做二次蒸汽。
立式降膜蒸发器和降膜式再沸器如下图(a)和图(b)所示。料液从**部进入料液分布器。料液分布器把料液均匀地分布到每根加热管中,并使其呈膜状沿管内壁往下流动,液膜受到从管壁传人的热量而蒸发汽化。当传热温差不大时,汽化发生在强烈扰动着的膜的内表面,而不是在加热管与液膜的界面(即加热管内表面),因此不易结垢。产生的蒸汽通常是与液膜并流往下。由于汽化表面很大,蒸汽中的液沫夹带量较少,料液在管内壁呈膜状流动,不充满管子的整个截面,所以通过的料液量可以很少。
蒸发器是常用于化工废水处理或者化工生产过程中的蒸发浓缩,蒸发结晶。蒸发器的本质是一种换热器,在蒸发器内物料与热源(蒸汽)进行热量交换,物料中的部分溶剂(一般是水)变为气态,分离出来,物料的浓度提高,以达到蒸发浓缩的目的。
一、蒸发器原理
蒸发器原理是利用蒸发方式,将溶液加热后,使其中部分溶剂汽化并被移除,从而提高溶液浓度即溶液被浓缩的过程。进行蒸发操作的设备被称为蒸发器。由于被蒸发的溶液大多是水溶液,蒸发过程成了用水蒸汽作为加热剂去产生水蒸气,为了便于区分,把作为热源的水蒸气称作加热蒸汽或者一次蒸汽,把从溶液中汽化出来的蒸汽称作为二次蒸汽。
二、蒸发器组成及工作原理
蒸发器主要由加热室和蒸发室两部分组成。加热室向液体提供蒸发所需要的热量,促进液体沸腾汽化,加热室中产生的蒸汽带有大量的液沫,到了较大空间的蒸发室后,这些液体借自身凝聚或除沫器的作用得以与蒸汽分离。
三、蒸发器操作分类
蒸发器在操作过程中,要消耗大量加热蒸汽,为节省加热蒸汽,可采用多效蒸发装置和蒸汽再压缩蒸发器。
降膜蒸发系统的特点
1) 降膜式蒸发器的料液是从蒸发器的**部加入,在重力作用下沿管壁成膜状下降,并在此过程中蒸发增浓,在其底部得到浓缩液。降膜式蒸发器可以蒸发浓度较高、粘度较大物料。
2) 由于溶液在单程型蒸发器中呈膜状流动,传热系数较高。
3) 停留时间短,不易引起物料变质,适于处理热敏性物料。
4) 液体滞留量小,降膜蒸发器可以根据能量供应、真空度、进料量、浓度等的变化而采取快速运作。近常数,
5) 由于工艺流体仅在重力作用下流动,而不是靠高温差来推动,可以使用低温差蒸发。
6) 降膜蒸发器适用于发泡性物料蒸发浓缩,由于料液在加热管内成膜状蒸发,即形成汽液分离,同时在效体底部,料液大部份即被抽走,只有少部份料液与所有二次蒸汽进入分离器强化分离,料液整过程没有形成太大冲击,避免了泡沫的形成。