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蒸发设备

蒸发设备

蒸发设备也叫蒸发器,是通过加热使溶液浓缩或从溶液中析出晶粒的设备。主要由加热室和蒸发室两个部分组成。加热室是用蒸汽将溶液加热并使之沸腾的部分,但有些设备则另有沸腾室。蒸发室又称分离室,是使气液分离的部分。加热室(或沸腾室)中沸腾所产生的蒸气带有大量的液沫,到了空间较大的分离室,液沫由于自身凝聚或室内的捕沫器等的作用而得以与蒸气分离。蒸气常用真空泵抽引到冷凝器进行凝缩,冷凝液由器底排出。

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蒸发设备种类繁多,构造也各不相同。根据循环原理可分为自然循环蒸发器、强制循环蒸发器、单程蒸发器,也有根据操作原理来分类的。广泛应用于化学和食品等工业。根据对蒸发器产品出料浓度的直接测量,通过控制蒸发器产品出料流量大小使产品浓度稳定在某一允许范围内的控制方法。直接测量产品浓度的方法有折光仪测定法、比重法和实验分析测定法等。根据蒸发器中压力变化对溶液沸点的影响和对水沸点的影响基本一致,即压力在一定范围内变化时,一定浓度的溶液沸点和水的沸点(饱和水蒸气温度)之差即温差基本不变的原则,采用温差反映物料浓度进行控制的方法。常用于蒸发器内压力不稳定或变化幅度较大的场合。这种方法中液相测温点和汽相测温点的选择对于控制效果影响很大,是实际应用的关键。根据蒸发器内物料浓度与温度、压力的函数关系,用温度代替物料浓度作为被控量,以加热蒸汽流量作为控制量进行控制的方法。常用于蒸发器内压力较稳定,特别是工艺上对浓度和温度都有严格要求的场合。蒸发器操作需维持被蒸发介质有恒定的液位。目的是为了固定蒸发器的传热面积,提高热效率。另外,蒸发器操作往往需维持恒定的最佳压力,降低蒸汽消耗和减少物料损失,提高产量和质量。蒸发器液位的主要控制手段有蒸发器进料和出料。液位测量需注意以下问题:溶液沸腾产生的泡沫易造成假液位;蒸发器为密闭容器且要保持一定压力;蒸发过程为浓缩过程,浓度增加会造成测量口堵塞。

蒸发设备的发展:a)开发新型蒸发器:在这方面主要是通过改进加热管的表面形状来提高传热效果,例如新近发展起来的板式蒸发器,不但具有体积小、传热效率高、溶液滞留时间短等优点,而且其加热面积可根据需要而增减,拆卸和清洗方便。又如,在石油化工、天然气液化中使用的表面多孔加热管,可使沸腾溶液侧的传热系数提高10~20倍。海水淡化中使用的双面纵槽加热管,也可显著提高传热效果。b)改善蒸发器内液体的流动状况:在蒸发器内装入多种形式的湍流构件,可提高沸腾液体侧的传热系数。例如将铜质填料装入自然循环型蒸发器后,可使沸腾液体侧的传热系数提高50%。这是由于构件或填料能造成液体的湍动,同时其本身亦为热导体,可将热量由加热管传向溶液内部,增加了蒸发器的传热面积。

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