降膜式蒸发器 降膜式蒸发器结构图

降膜式蒸发器结构图

当加热介质通入管间加热时，由于加热管内单位体积液体的受热面积大于中央循环管内液体的受热面积，因此加热管内液体的相对密度小，从而造成加热管与中央循环管内液体之间的密度差，这种密度差使得溶液自中央循环管下降，再由加热管上升的自然循环流动。

溶液的循环速度取决于溶液产生的密度差以及管的长度，其密度差越大，管子越长，溶液的循环速度越大。

但这类蒸发器由于受总高度限制，加热管长度较短，一般为1~2m，直径为25~75mm，长径比为20~40。

性能特点：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。

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。

原料液经预热后由蒸发器的底部进入，加热蒸汽在管外冷凝。

当溶液受热沸腾后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管内高速上升，带动液体沿管内壁成膜状向上流动，上升的液膜因受热而继续蒸发。

故溶液自蒸发器底部上升至顶部的过程中逐渐被蒸浓，浓溶液进入分离室与二次蒸汽分离后由分离器底部排出。

常压下加热管出口处的二次蒸汽速度不应小于10m/s，一般为20~50m/s，减压操作时，有时可达100~160m/s或更高。

性能特点：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。

连续操作的 最佳控制是使溶液在进口处即开始生成晶核，进入设备后很快就生成足够的晶核，这些晶核悬浮在溶液中，随着溶液在槽中的慢慢移动长大成晶体。

最后从结晶槽的 另一端排出。

物料在换热器的换热管内被换热管外的蒸汽加热温度升高。

在循环泵作用下物料上升到蒸发分离器中，在蒸发分离器内由于物料静压下降使物料发生蒸发。

蒸发产生二次蒸汽从物料中溢出，物料被浓缩产生过饱和而使结晶生长，解除过饱和的物料进入强制循环泵，在循环泵作用下进入换热器，物料如此循环不断蒸发浓缩或浓缩结晶。

晶浆从循环管路中用出料泵输出。

蒸发分离器内的二次蒸汽经过蒸发分离器上部的分离和除沫装置净化后输送到压缩机，压缩机把二次蒸汽压缩后输送到换热器壳程用作蒸发器加热蒸汽，实现热能循环连续蒸发。

性能特点：传热系数较低；换热表面不易形成结垢或结晶。

到换热管底端物料变成浓缩液和二次蒸汽。

浓缩液落入下管箱，二次蒸汽进入气液分离器。

在气液分离器中二次蒸汽夹带的液体飞沫被去除，纯净的二次蒸发从分离器中输送到压缩机。

压缩机把二次蒸汽压缩后作为加热蒸汽输送到换热器壳程用于蒸发器热源。

实现连续蒸发过程。

性能特点：换热效率高占地面积小物料停留的时间短，不易引起物料变质。

适用于较高粘度的物料。

其加热室像个悬筐，悬挂在蒸发器壳体的下部，可由顶部取出，便于清洗与更换。

加热介质由中央蒸汽管进入加热室，而在加热室外壁与蒸发器壳体的内壁之间有环隙通道，其作用类似于中央循环管。

操作时，溶液沿环隙下降而沿加热管上升，形成自然循环。

一般环隙截面积约为加热管总面积的100~150%，因而溶液循环速度较高（约为1~1.5m/s）。

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。

性能特点：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。

这样，加热室内的溶液由于受到这一段附加液柱的作用，只有上升到沸腾室时才能汽化。

在沸腾室上方装有纵向隔板，其作用是防止气泡长大。

此外，因循环管不被加热，使溶液循环的推动力较大。

循环管的高度一般为7~8m，其截面积约为加热管总截面积的200~350%。

因而循环管内的流动阻力较小，循环速度可高达2~3m/s。

性能特点：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。