12种蒸发和结晶设备图文详解 | 产品介绍篇



一、中央循环管式蒸发器



1、原理:

中央循环管式蒸发器的结构其加热室由一垂直的加热管束(沸腾管束)构成,在管束中央有一根直径较大的管子,称为中央循环管,其截面积一般为加热管束总截面积的40~100%。

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。

2、优点:结构紧凑、制造方便、传热较好、操作可靠。

3、缺点:循环速度在0.4~0.5m/s以下、清洗和维修不方便。

 
二、悬筐式蒸发器


1、优点:循环速度可稍大、易于检修、热损失较小。

2、缺点:结构复杂、单位传热面的金属消耗量大。

3、适用:易结晶、结垢溶液的蒸发。

 
三、外热式蒸发器


1、原理:

外热式蒸发器的结构特点是加热室与分离室分开,这样不仅便于清洗与更换,而且可以降低蒸发器的总高度。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。

2、优点:降低了蒸发器的高度、便于清洗和更换、循环速度较大。

 
四、列文式蒸发器


1、原理:

列文蒸发器的结构特点是在加热室的上部增设一沸腾室。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。

2、优点:气化在沸腾室进行、循环速度大,有利于减轻或避免加热管表面的结晶和结垢、传热效果好。

3、缺点:温差损失大、设备庞大、消耗材料多、需要高大厂房。

 
五、强制循环式蒸发器


1、优点:适用于粘度大、易结晶、易结垢物料的蒸发循环速度大小可调节,传热系数较大。

2、缺点:能量消耗大。

 
六、单程型蒸发器

1、特点:溶液以液膜的形式一次通过加热室,不进行循环。 

2、优点:溶液停留时间短,故特别适用于热敏性物料的蒸发;温度差损失较小,表面传热系数较大。  

3、缺点:设计或操作不当时不易成膜,热流量将明显下降;不适用于易结晶、结垢物料的蒸发。

(一)升膜式蒸发器

 

(1)原理:

升膜式蒸发器的加热室由一根或数根垂直长管组成,通常加热管直径为25~50mm,管长与管径之比为100~150。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。

(2)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。

(二)降膜式蒸发器

 

(1)原理:

降膜式蒸发器与升膜蒸发器的区别在于原料液由加热管的顶部加入。溶液在自身重力作用下沿管内壁呈膜状下流,并被蒸发浓缩,汽液混合物由加热管底部进入分离室,经气液分离后,完成液由分离器的底部排出。

为使溶液能在壁上均匀成膜,在每根加热管的顶部均需设置液体布膜器。布膜器的型式有多种,较常用的三种,采用一螺旋型沟槽的圆柱体作为导流管,液体沿沟槽旋转下流分布在整个管内壁上;导流管下部为圆锥体,锥体底面向下内凹,以免沿锥体斜面流下的液体再向中央;液体是通过齿缝沿加热管内壁成膜状下降。

(2)优点:传热系数较高,与升膜相比,可以蒸发浓度较高的溶液,对粘度较大的物料也能适用。

(3)缺点:结构较复杂。

(三)直接接触传热蒸发器

 

(1)优点:结构简单,适用于易结晶、易结垢和具有腐蚀性物料的蒸发。传热效果好,热利用率高。

(2)缺点:不适用于不可被烟气污染物料的处理,且二次蒸汽利用受到限制。

七、卧式蒸发器


1、原理:

其与卧式壳管式冷凝器的结构基本相似。按供液方式可分为壳管式蒸发器和干式蒸发器两种。卧式壳管式蒸发器广泛使用于闭式盐水循环系统。

2、性能特点:

结构紧凑,液体与传热表面接触好,传热系数高。但是它需要充入大量制冷剂,液柱对蒸发温度将会有一定的影响。且当盐水浓度降低或盐水泵因故停机时,盐水在管内有被冻结的可能。若制冷剂为氟利昂,则氟利昂内溶解的润滑油很难返回压缩机。此外清洗时需停止工作。

 
八、螺旋管式蒸发器


1、原理:

立管式和螺旋管式蒸发器的共同点是制冷剂在管内蒸发,整个蒸发器管组沉浸在盛满载冷剂的箱体内(或池、槽内),为了保证载冷剂在箱内以一定速度循环,箱内焊有纵向隔板和装有螺旋搅拌器。载冷剂流速一般为0.3~0.7m/s,以增强传热。

2、性能特点:

立管式和螺旋管式蒸发器只能用于开式循环系统,故载冷剂必须是非挥发性物质,常用的是盐水和水等。如用盐水,蒸发器管子易被氧化,且盐水易吸潮而使浓度降低。这两种蒸发器可以直接观察载冷剂的流动情况,广泛用于以氨为制冷剂的盐水制冷系统。

 
九、冷却排管


1、原理:

冷却排管是用来冷却空气的一种蒸发器。广泛应用于低温冷藏库中,制冷剂在冷却排管内流动并蒸发,管外作为传热介质的被冷却空气作自然对流。

2、性能特点:

冷却排管最大的优点是结构简单,便于制作,对库房内贮存的非包装食品造成的干耗较少。但排管的传热系数较低,且融霜时操作困难,不利于实现自动化。对于氨直接冷却系统用无缝钢管焊制,采用光管或绕制翅片管;对于氟利昂系统,大都采用绕片或套片式铜管翅片管组。

 
十、MVR降膜蒸发器


1、原理:

物料原液从换热器上管箱加入,经过布液器把物料分配到每根换热管内,并且沿着换热管内壁形成均匀的液体膜,管内液体膜在向下流的过程中被壳程的加热蒸汽加热,边向下流动边沸腾并进行蒸发。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。

2、性能特点:

(1)换热效率高。

(2)占地面积小。

(3)物料停留的时间短,不易引起物料变质。

(4)适用于较高粘度的物料。

3、应用范围:

降膜蒸发器适用于MVR蒸发结晶过程预浓缩工序,可以蒸发粘度较大的物料,尤其适用于热敏性物料,但不适用处理有结晶的物料。

 
十一、MVR强制循环蒸发器


1、原理:

强制循环蒸发器由蒸发分离器、换热器和强制循环泵组成。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。

2、性能特点:

(1)传热系数较低。

(2)换热表面不易形成结垢或结晶。

3、应用范围:

适用于易结垢、产生结晶、高粘度物料蒸发浓缩或蒸发结晶过程。

 
十二、MVR蒸发OSLO结晶器


1、原理:

OSLO蒸发结晶器由OSLO蒸发器、换热器和强制循环泵组成。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OSLO蒸发结晶器中,在OSLO蒸发结晶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,过饱和溶液在OSLO蒸发结晶器的中心管内下降与溶液中的小结晶充分接触而使结晶进一步生长,成长较大的结晶经过淘析柱淘析把大结晶沉淀到淘析柱下面用晶浆泵输送到稠厚器。较小的结晶在OSLO结晶器中继续成长。

经过澄清的液体被强制循环泵输送到换热器继续加热,物料如此循环不断蒸发浓缩或浓缩结晶。OSLO蒸发结晶器内的二次蒸汽经过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。

2、主要特点:

(1)结晶粒度大,粒度均匀。

(2)设备体积大,成本高。

3、适用范围:适用于要求结晶粒度较大的物料生产。



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