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行業資訊

薄膜蒸發器的結構——循環型(非膜式)蒸發器

這類蒸發器的特點是溶液在蒸發器內作連續的循環運動,以提高傳熱效果、緩和溶液結垢情況。由於引起循環運動的原因不同,可分為自然循環和強製循環兩種類型。前者是由於溶液在加熱室不同位置上的受熱程度不同,產生了密度差而引起的循環運動;後者是依靠外加動力迫使溶液沿一個方向作循環流動。

(一)中央循環管式(或標準式)蒸發器

中央循環管式蒸發器,加熱室由垂直管束組成,管束中央有一根直徑較粗的管子。細管內單位體積溶液受熱麵大於粗管的,即前者受熱好,溶液汽化得多,因此細管內汽液混合物的密度比粗管內的小,這種密度差促使溶液作沿粗管下降而沿細管上升的連續規則的自然循環運動。粗管稱為降液管或中央循環管,細管稱為沸騰管或加熱管。為了促使溶液有良好的循環,中央循環管截麵積一般為加熱管總截麵積的40%一100%。管束高度為1—2m;加熱管直徑在25~75mm之間、長徑之比為20~40。

中央循環管蒸發器是從水平加熱室、蛇管加熱室等蒸發器發展而來的,相對於這些老式蒸發器而言,中央循環管蒸發器具有溶液循環好、傳熱效率高等優點;同時由於結構緊湊、製造方便、操作可靠,故應用十分廣泛,有“標準蒸發器”之稱。但實際上由於結構的限製,循環速度一般在0.4~0.5m/s以下;且由於溶液的不斷循環,使加·熱管內的溶液始終接近完成液的濃度,故有溶液粘度大、沸點高等缺點;此外,這種蒸發器的加熱室不易清洗。

中央循環管式蒸發器適用於處理結垢不嚴重、腐蝕性較小的溶液。

(二)懸筐式蒸發器

懸筐式蒸發器的結構,是中央循環管蒸發器的改進。加熱蒸汽由中央蒸汽管進入加熱室,加熱室懸掛在器內,可由頂部取出,便於清洗與更換。包圍管束的外殼外壁麵與蒸發器外殼內壁麵間留有環隙通道,其作用與中央循環管類似,操作時溶液形成沿環隙通道下降而沿加熱管上升的不斷循環運動。一般環隙截麵與加熱管總截麵積之比大於中央循環管式的,環隙截麵積約為沸騰管總截麵積的100%一150%,因此溶液循環速度較高,約在1~1.5m/s之間,改善了加熱管內結垢情況,並提高了傳熱速率。

懸筐蒸發器適用於蒸發有晶體析出的溶液。缺點是設備耗材量大、占地麵積大、加熱管內的溶液滯留量大。

(三)外熱式蒸發器

這種蒸發器的加熱管較長,其長徑之比為50—100。由於循環管內的溶液未受蒸汽加熱,其密度較加熱管內的大,因此形成溶液沿循環管下降而沿加熱管上升的循環運動,循環速度可達1.5m/s。

(四)強製循環蒸發器

前述各種蒸發器都是由於加熱室與循環管內溶液間的密度差而產生溶液的自然循環運動,故均屬於自然循環型蒸發器,它們的共同不足之處是溶液的循環速度較低,傳熱效果欠佳。在處理粘度大、易結垢或易結晶的溶液時,可采用強製循環蒸發器。這種蒸發器內的溶液是利用外加動力進行循環的,表示用泵5迫使溶液沿一個方向以2~5m/s的速度通過加熱管。這種蒸發器的缺點是動力消耗大,通常為0.4~0.8kW/(m2傳熱麵),因此使用這種蒸發器時加熱麵積受到一定限製。