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詳細(xì)介紹
多效蒸發(fā)器或MVR蒸發(fā)器只說(shuō)明了蒸發(fā)器的工藝形式。而蒸發(fā)器主體設(shè)備具體是什么形式的并未表明。針對(duì)不同物料性質(zhì)要求，在蒸發(fā)器系統(tǒng)內(nèi)部不同濃縮程度的位置蒸發(fā)器的形式選擇并不相同。
常用列管蒸發(fā)器形式主要有：
強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器（列管）
自然外循環(huán)蒸發(fā)器
循環(huán)管蒸發(fā)器
降膜蒸發(fā)器（列管）
升膜蒸發(fā)器（列管）
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強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器（列管）
工作原理
強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器主要由加熱室、分離室和循環(huán)泵組成。
加熱室有臥式和立式兩種結(jié)構(gòu)，加熱管有立式單程、立式雙程、臥式單程、臥式雙程，后兩者設(shè)備總高較低但管子不易清洗。溶液在加熱管內(nèi)的循環(huán)流速通常在1.2~3m/s（當(dāng)懸浮液中晶粒多，所用管材硬度低，液體粘度較大時(shí)，選用低值）。
根據(jù)分離室循環(huán)料液進(jìn)出口的位置不同，它又可以分為正循環(huán)和逆循環(huán)，循環(huán)料液進(jìn)口位置在出口位置上部的稱(chēng)為正循環(huán)，反之為逆循環(huán)。分離室頂部裝有用于分離出口汽中夾帶的液沫和液滴的高效除沫裝置，用于提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少夾帶損失。同時(shí)依據(jù)結(jié)晶工況的需要，分離室有各種優(yōu)化調(diào)整的結(jié)構(gòu)形式以保證結(jié)晶場(chǎng)合達(dá)到，以得到較佳外觀(guān)形貌的晶體產(chǎn)品。
強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器是依靠外加動(dòng)力——循環(huán)泵使溶液進(jìn)行循環(huán)。泵將循環(huán)管中下降的溶液和原料液送到加熱室，大大加快了循環(huán)速度，強(qiáng)化了傳熱過(guò)程。溶液循環(huán)速度大小由泵調(diào)節(jié)。循環(huán)泵的揚(yáng)程要與循環(huán)系統(tǒng)的阻力匹配，一般是流量大揚(yáng)程低。
提高循環(huán)速度的重要性不僅在于提高沸騰給熱系數(shù)，其主要用意在于降低單程汽化率。在同樣蒸發(fā)能力下（單位時(shí)間的溶劑汽化量），循環(huán)速度愈大，單位時(shí)間通過(guò)加熱管的液體量愈多，溶液一次通過(guò)加熱管后的汽化率也愈低。這樣，溶液在加熱壁面附近的局部濃度增高現(xiàn)象可以減輕，加熱面上結(jié)垢現(xiàn)象可以延緩。濃度愈高，為減少結(jié)垢所需的循環(huán)速度愈大。
同時(shí)，在有結(jié)晶產(chǎn)出的工況下，對(duì)應(yīng)一定結(jié)晶產(chǎn)量下，一定的循環(huán)量也是晶體培養(yǎng)所必須的。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1）流體在換熱管中流動(dòng)速度高，雷諾系數(shù)大，傳熱強(qiáng)度高。
2）高強(qiáng)度的湍流狀態(tài)，高速度的沖刷，抗鹽析，抗結(jié)垢。
3）大流量的循環(huán)，快速消除溶液的過(guò)飽和，是晶體培養(yǎng)所必須的。
4）適應(yīng)面十分廣泛，適用于大部分物料蒸發(fā)結(jié)晶場(chǎng)合，如氯化鈉、硫酸鈉、磷酸鈉、氯化銨、硫酸鈷、氯化鈷、硫酸鎳、硫酸銨、硫代硫酸鈉、氟化鈉、亞硫酸鈉、氫氧化鋰、硝酸鈉、硝酸鉀、、硫酸銅、鈣、*、溴化鈉、溴化鉀、硫酸鋅、硼酸鈉、各種有機(jī)物料等。
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自然外循環(huán)蒸發(fā)器
工作原理
自然外循環(huán)蒸發(fā)器主要由加熱室、分離室組成。加熱室與分離室分開(kāi)，便于清洗和更換。這種結(jié)構(gòu)有利于降低蒸發(fā)器的總高度，所以可采用較長(zhǎng)的加熱管。
加熱室均為立式長(zhǎng)管換熱器，物料在加熱室和分離室間的循環(huán)動(dòng)力來(lái)自于物料的比重差。溶液在加熱室管內(nèi)受熱，溫度升高，密度變小，與循環(huán)管道中的冷溶液產(chǎn)生密度差，引發(fā)溶液在加熱管內(nèi)向上、循環(huán)管內(nèi)向下的循環(huán)流動(dòng)。被加熱后的溶液以顯熱的形式進(jìn)入蒸發(fā)室閃蒸、降溫，之后又向下進(jìn)入循環(huán)管，循環(huán)加熱蒸發(fā)。
為了防止結(jié)垢和晶析堵管，加熱管應(yīng)在*浸沒(méi)狀態(tài)下操作。這種蒸發(fā)器適用于結(jié)垢不嚴(yán)重及固體占比不多的工況。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1）物料靠自身密度差形成內(nèi)循環(huán)，無(wú)需外加動(dòng)力，電耗及固定投資較低。
2）通過(guò)配置較長(zhǎng)的換熱管，可以得到較高的循環(huán)速度，強(qiáng)化傳熱效率。
3）換熱管為浸沒(méi)狀態(tài)下操作，可適應(yīng)部分有結(jié)晶析出的蒸發(fā)場(chǎng)合。
4）應(yīng)用面十分廣泛，適用于絕大部分蒸發(fā)場(chǎng)合。
應(yīng)用范圍
應(yīng)用于濃縮過(guò)程中無(wú)固相析出工況效果，也可應(yīng)用于少量固體析出場(chǎng)合?？蛇m用于大部分無(wú)機(jī)鹽、中藥溶液的濃縮，同時(shí)可與其它形式的蒸發(fā)器組合成多效蒸發(fā)器，用于濃縮前級(jí)濃度較低的工況，可有效降低設(shè)備的運(yùn)行成本以及設(shè)備投資。
廣泛應(yīng)用于化工、制藥、食品、環(huán)保等行業(yè)的水相或有機(jī)相溶液的蒸發(fā)濃縮，幾乎涵蓋所有需要蒸發(fā)結(jié)晶工況或不易結(jié)疤物料的蒸發(fā)操作。
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循環(huán)管蒸發(fā)器
工作原理
循環(huán)管蒸發(fā)器又稱(chēng)作標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器。主要由加熱室、分離室和除沫器組成。加熱室由垂直管束組成，有一根直徑較大的管子，叫循環(huán)管，其余管徑較小的為加熱管。循環(huán)管的截面積一般為其它加熱管總截面積的40～，加熱管高度一般為1～3m，加熱管直徑在25～75mm之間。
當(dāng)加熱蒸汽（介質(zhì)）在管間冷凝放熱時(shí)，由于加熱管內(nèi)溶液的相對(duì)受熱率大于循環(huán)管的受熱率，加熱管內(nèi)汽液混合物的密度比循環(huán)管中溶液的密度小，加之上升蒸汽的向上抽吸作用，造成了溶液在循環(huán)管向下、加熱管向上的循環(huán)流動(dòng)。這種循環(huán)主要是由溶液的密度差引起，故稱(chēng)為自然循環(huán)。溶液的循環(huán)速度與密度差、管長(zhǎng)有關(guān)。密度差越大，加熱管越長(zhǎng)，循環(huán)速度越大。
為了防止結(jié)垢和晶析堵管，加熱管應(yīng)在*浸沒(méi)狀態(tài)下操作。這種蒸發(fā)器適用于結(jié)垢不嚴(yán)重及固體占比不多的工況。
產(chǎn)品特點(diǎn)
1）物料靠自身密度差形成內(nèi)循環(huán)，無(wú)需外加動(dòng)力，電耗及固定投資較低。
2）通過(guò)配置較長(zhǎng)的換熱管，可以得到較高的循環(huán)速度，強(qiáng)化傳熱效率。
3）換熱管為浸沒(méi)狀態(tài)下操作，且為短管，可適應(yīng)有結(jié)晶析出的蒸發(fā)場(chǎng)合。
4）應(yīng)用面十分廣泛，適用于絕大部分蒸發(fā)場(chǎng)合。
5）結(jié)構(gòu)緊湊、安裝高度低、占地面積小。
6）尤其適用于不大于10t/h的小蒸發(fā)量場(chǎng)合。
應(yīng)用范圍
應(yīng)用于粘度適中，不易結(jié)垢的蒸發(fā)蒸發(fā)場(chǎng)合。高粘度物料濃縮時(shí)需在內(nèi)部加裝攪拌裝置以助其循環(huán)。
廣泛應(yīng)用于化工、制藥、食品、環(huán)保等行業(yè)的水相或有機(jī)相溶液的蒸發(fā)濃縮，幾乎涵蓋所有需要濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶工況或不易結(jié)疤物料的蒸發(fā)操作。
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降膜蒸發(fā)器（列管）
工作原理
降膜蒸發(fā)器由加熱室、分離室組成。
降膜蒸發(fā)器是將料液從加熱室頂部加入，在料液分布器的作用下將來(lái)料均勻地分配給每根加熱管并以薄膜的狀態(tài)沿著管壁在自身重力及二次蒸汽的帶動(dòng)作用下自上而下高速流動(dòng)，在流動(dòng)過(guò)程中與管外加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換而蒸發(fā)。液體在沿著管壁下流的過(guò)程中即開(kāi)始沸騰汽化。產(chǎn)生的蒸汽與被濃縮的液相共同以切向進(jìn)入分離室，經(jīng)過(guò)分離室的離心分離作用可將氣液*分開(kāi)。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1）膜狀流動(dòng)的流通面積遠(yuǎn)小于實(shí)際的管內(nèi)截面積，因而流動(dòng)的雷諾數(shù)大大增加，傳熱系數(shù)顯著高于滿(mǎn)管流蒸發(fā)器，可有效降低設(shè)備固定投資。
2）降膜蒸發(fā)溫差損失小，沒(méi)有液體靜壓引起的沸點(diǎn)升高，且在小溫差下仍能保證較高的傳熱系數(shù)，所需蒸汽壓力低。
3）降膜蒸發(fā)器的開(kāi)車(chē)、停車(chē)、操作簡(jiǎn)單快捷。
4）蒸發(fā)器內(nèi)的滯留物料量非常小，開(kāi)車(chē)時(shí)間短，停車(chē)后可迅速將蒸發(fā)器內(nèi)的物料排空。
5）具有性能優(yōu)異的液體分布裝置，對(duì)流量變化適應(yīng)性很強(qiáng)，可在很大的流量范圍高效工作。
6）部分工況下物料只通過(guò)換熱管一次即可完成加熱蒸發(fā)要求，物料被加熱時(shí)間極短，可保證熱敏性物料的優(yōu)良品質(zhì)。
應(yīng)用范圍
廣泛應(yīng)用于化工、食品、制藥、環(huán)保工程等領(lǐng)域無(wú)固體析出工況的水及有機(jī)溶媒溶液的蒸發(fā)濃縮。
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升膜蒸發(fā)器
工作原理
升膜蒸發(fā)器由加熱室、分離室組成。
料液預(yù)熱后由蒸發(fā)器底部進(jìn)入加熱器管內(nèi)，被殼程加熱介質(zhì)加熱沸騰汽化，生成二次蒸汽在管內(nèi)高速上升，帶動(dòng)料液沿管內(nèi)壁成膜狀向上流動(dòng)，并不斷地蒸發(fā)汽化，加速流動(dòng)。氣液混合物進(jìn)入分離器后分離，濃縮后的完成液由分離器底部排出，二次蒸汽經(jīng)設(shè)在上部分離板組除去汽泡、水珠、雜物后離開(kāi)分離室。
溶液在加熱管中產(chǎn)生爬膜的必要條件：要有足夠的傳熱溫差和傳熱強(qiáng)度，使蒸發(fā)的二次蒸汽量和蒸汽速度達(dá)到足以帶動(dòng)溶液成膜上升的程度。溫差對(duì)此類(lèi)蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)影響較大。溫差小，物料在管內(nèi)僅被加熱，液體內(nèi)部對(duì)流循環(huán)差，傳熱系數(shù)小。當(dāng)溫差增大，內(nèi)壁上液體開(kāi)始沸騰，當(dāng)溫差達(dá)到一定程度時(shí)，管子的大部分長(zhǎng)度幾乎為汽液混合物所充滿(mǎn)，二次蒸汽將溶液拉成薄膜，沿管壁迅速向上運(yùn)動(dòng)。由于沸騰傳熱系數(shù)與液體流速成正比，隨著升膜速度的增加，傳熱系數(shù)不斷增大。但是，如傳熱溫差過(guò)大或蒸發(fā)強(qiáng)度過(guò)高，傳熱表面產(chǎn)生蒸汽量大于蒸汽離開(kāi)加熱面的量，則蒸汽就會(huì)在加熱表面積聚形成大氣泡，甚至覆蓋加熱面，使液體不能浸潤(rùn)管壁，這時(shí)傳熱系數(shù)迅速下降，同時(shí)形成"干壁"現(xiàn)象，導(dǎo)致蒸發(fā)器非正常運(yùn)行。
這種蒸發(fā)器需要精心設(shè)計(jì)與操作，加熱管內(nèi)的二次蒸汽應(yīng)具有較高速度，并獲較高的傳熱系數(shù)，使料液一次通過(guò)加熱管即達(dá)到預(yù)定的濃縮要求。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，必須控制適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料量和進(jìn)料溫度，避免形成“干壁"現(xiàn)象，使設(shè)備處于較佳的工作狀態(tài)。
產(chǎn)品特點(diǎn)
1）膜狀流動(dòng)的流通面積遠(yuǎn)小于實(shí)際的管內(nèi)截面積，因而流動(dòng)的雷諾數(shù)大大增加，傳熱系數(shù)顯著高于滿(mǎn)管流蒸發(fā)器，可有效降低設(shè)備固定投資。
2）降膜蒸發(fā)器的開(kāi)車(chē)、停車(chē)、操作簡(jiǎn)單快捷。
3）蒸發(fā)器內(nèi)的滯留物料量非常小，開(kāi)車(chē)時(shí)間短，停車(chē)后可迅速將蒸發(fā)器內(nèi)的物料排空。
4）部分工況下物料只通過(guò)換熱管一次即可完成加熱蒸發(fā)要求，物料被加熱時(shí)間極短，可保證熱敏性物料的優(yōu)良品質(zhì)。
應(yīng)用范圍
升膜蒸發(fā)器適宜處理蒸發(fā)量較大的稀溶液，熱敏性、粘度不大及易起沫的溶液，但不適于高粘度、有晶體析出和易結(jié)垢的物料。廣泛應(yīng)用于冶金、化工、輕工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。
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