循环蒸发器的特征在于溶液在蒸发器中循环。 根据液体循环的原理,它可以分为两种类型:自然循环和强制循环。前者是由于溶液在加热室内不同位置的不同加热程度导致的溶液密度差异所引起的自然循环。 后者依靠外部力量迫使溶液循环。

 xinwen   2019-09-05 09:16   284 人阅读  0 条评论

  目前常用的循环蒸发器有以下几种:

  1、中央循环管式蒸发器

  概况:中央循环管式蒸发器的加热室由垂直加热管束(沸腾管束)组成。 管束的中心是一根直径较大的管,称为中央循环管,其横截面积一般为加热管束总横截面积的40~100%。当加热介质被引入管中进行加热时,加热管中每单位体积液体的加热面积大于中心循环管中液体的加热面积,因此加热管中液体的相对密度较小,导致加热管与中心循环管中液体的密度差,导致溶液从中心循环管中下降,然后从加热管中上升,形成自然循环流。

  在操作过程中,管束中每单位体积溶液的加热面积大于粗管中的加热面积, 前者加热良好,溶液蒸发更多,因此细管中的溶液含有更多蒸汽,导致密度小于粗管中的溶液。 这种密度差异导致溶液沿粗管循环向下移动,沿细管循环向上移动。 因此,粗管除了被称为中央循环管之外,还被称为下导管,细管被称为加热管或沸腾管。

  用途:中央循环管式蒸发器在过程工业中应用广泛,因此也被称为标准蒸发器。适用于蒸发和结垢少、结晶少、腐蚀少的溶液。蒸发器的传热面积为几百平方米,传热系数约为600瓦/(米)。此外,设备庞大,材料消耗大,需要大型厂房℃)-3000瓦/(米。循环速度可以通过调节泵的流速来控制℃)

  优点和缺点:中央循环管式蒸发器由卧式加热室和盘管加热室蒸发器发展而来。该设备采用泵强制循环,具有蒸发率高、浓缩比大的特点,特别适用于高浓度或高粘度物料的蒸发。与这些老蒸发器相比,它具有溶液循环好、传热速度快的优点蒸发器的加热室不容易清洗

  但实际上这种蒸发器受到总高度的限制,所以加热管长度较短,一般为1-2m,直径为25-75mm,所以循环速度一般为04m/s-0。低于5m/s。此外,由于溶液的连续循环,加热管中的溶液始终接近成品溶液的浓度,因此具有粘度高、沸点高等缺点。另外,蒸发器的加热室不容易清洗。

  2、吊篮蒸发器

  概况:吊篮蒸发器是在中央循环管蒸发器基础上的改进。其加热室像一个吊篮,悬挂在蒸发器壳体的下部,可从顶部取出。加热介质从中央蒸汽管进入加热室,并且在加热室的外壁和蒸发器壳体的内壁之间存在环形间隙通道,其功能类似于中央循环管。

  用途:悬浮篮式蒸发器适用于蒸发易结垢或有晶体沉淀的溶液。它通常用于烧碱工业。

  优点和缺点:吊篮蒸发器的优点是循环速度较高(约1~1.5m/s),传热系数较大。由于温度较低的溶液与壳体接触,热损失小,加热室的一端可以自由膨胀,避免了管与管板之间的温差应力。此外,由于悬挂式加热室可以从蒸发器上方取出,其清洁和维护相对方便。

  其缺点是结构复杂,金属消耗量大。

  3、外置热蒸发器

  外热循环蒸发器是循环蒸发器中应用最广泛的蒸发器之一,也是最典型的蒸发器,具有制造简单、维护方便的优点。外热循环蒸发器可分为外热式自然循环蒸发器和外热式强制循环蒸发器。

  外热式自然循环蒸发器

  概况:外热式自然循环蒸发器由四个主要部分组成:循环管、加热室、沸腾管和分离室。蒸发过程中,料液进入加热室加热升温。由于在这种状态下没有达到饱和温度,溶液不会沸腾。随着加热和管内压力的降低,当溶液的温度在这种状态下达到饱和压力时,它开始沸腾,从而产生大量气泡。溶液的密度也降低,因此沸腾管中的气液混合物和循环管侧的非沸腾进料液体之间存在密度差,形成外热式自然循环蒸发器的循环驱动力。

  用途:可真空操作,适用于中药、西药、葡萄糖、淀粉、味精、乳制品等热敏材料的低温真空浓缩,具有广泛的应用范围。

  优点和缺点:外热蒸发器加热管的长径比为60-100,在常压下蒸发时,溶液在循环管中的循环速度小于每秒一米。因为它使用外部加热室,易于清洗和更换,并且不受分离室的结构和加热室的尺寸的影响,所以一个蒸发器可以配备一到四个加热室,从而获得很大的蒸发能力。

  然而,没有人是完美的,事物也是如此。外热式自然循环蒸发器也有一些缺点。主要原因是溶液循环速度不高,传热效果不好,溶液温度高。

  外热式强制循环蒸发器

  概况:外热式强制循环蒸发器由加热室和蒸发室组成,加热室和蒸发室通过循环管和循环泵连接成一体。它适用于结晶颗粒或粉末颗粒溶液的蒸发和浓缩。

  用途:可用于工业废水处理、城市废水处理等。

  优点和缺点:结构简单,易于操作。唯一的缺点是相对较高的功耗。该蒸发器使用外部动力来促进进料液体的循环。轴流泵通常用于工业中提供动力。在相同条件下,如果蒸发器中液体的循环速度增加,单位时间内通过加热管的溶液越多,溶液温度越低,热敏物质的蒸发和传热系数的提高就越有利。同时,由于单向气化率的降低,控制了加热管壁面附近溶液局部浓度的增加,减缓了加热管上的结构现象。

  但是,在强制循环蒸发器的蒸发过程中,随着溶液浓度的逐渐增加,动态设备(如循环泵)容易出现结晶结构等现象,设备运行时功耗较大,通常为0.4~0.8kW(每平方传热面积)。因此,加热面积越大,循环泵所需的功率就越大,维护和运行成本就越高。

  4、莱文蒸发器

  概况:莱文蒸发器的结构特点是在加热室中增加一个沸腾室。由于沸腾室中液柱的附加静压,加热室中的溶液不会在加热管中沸腾,并且直到压力降低时上升到沸腾室才开始沸腾,因此溶液的沸腾汽化从加热室移动到没有传热表面的沸腾室。

  用途:适用于处理晶体沉淀或易结垢的溶液。

  优点和缺点:优点是循环速度快,传热效果好。由于溶液在加热管中不沸腾,可以防止晶体在加热管中沉淀。此外,蒸发器循环管的横截面积约为总面积的2至3倍。为了保持一定的有效温差,需要较高的加热蒸汽压力。

  5、强制循环蒸发器。概况:强制循环蒸发器利用外部动力(循环泵)使溶液沿一定方向高速循环。

  通常,循环速度是2m/s,超过5m/s。其加热室具有水平和垂直结构,液体循环速度由泵调节。根据分离室内循环料液入口和出口的不同位置,可分为正循环强制蒸发器和反循环强制蒸发器。循环进料液体入口在出口位置上部的位置称为正循环,反之亦然。用途:强制循环蒸发器用于避免受热面沸腾的产品结垢或结晶。因此,管子中的流速必须很高。当循环液体流过热交换器时,它被加热,然后当分离器的压力降低时部分蒸发,从而将液体冷却到对应于压力的沸点温度。

  由于循环泵的存在,蒸发器的运行基本上与温差无关,物料的循环速度可以精确调节,蒸发速率设定在一定范围内。在结晶应用中,通过调节循环流速和采用特殊的分离器设计,可以从循环晶体浆料中分离晶体。

  优点和缺点:蒸发器传热系数大,对高粘度或易结晶结垢的物料适应性好,但功耗大。

  

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