单效升膜式浓缩设备有以下特点 [4] :结构简单,制造方便,占地面积及占空阅位置小,设备投资少,经济使用。生产能力大,传热系数高, 传热系数K可达到1745(W/m 2·K))。热能利用率较盘管式浓缩设备高,而蒸汽消耗量较低。
蒸发器是列管式的换热器,管程用作液体的流入与流出,壳程用作对蒸汽进行加热,液体的物料从蒸发器顶部进入,通过分布器的分布进入到加热管中,其液体沿着加热管向下流出,并在加热过程中被蒸发,浓缩的液体与气体在进行分离。
蒸发器采用降膜结构,溶液进入蒸发器顶部的进料室,靠分布器将溶液平均分配到各传热管,并在管内壁形成连续向下流动的液膜。溶液受热蒸发,蒸发出来的二次蒸汽沿管子中心与管壁液膜同方向向下流动,随后流入蒸发器下部的分离室,蒸汽与药液在此分离。药液进入泵吸入口,蒸汽进入分离器进一步除去挟带的液滴。效经过分离后的蒸汽作为第二效的加热蒸汽使用,第二效经过分离后的蒸汽作为第三效的加热蒸汽使用,第三效的二次蒸汽去冷凝器。因为二次蒸汽得到充分利用,故三效蒸发器的耗汽量为单效的三分之一。溶液流向与蒸汽相反,首入第三效,顺次进入第二效,效,浓缩液从效排出。
降膜蒸发是将料液自降膜蒸发器加热室上管箱加入,经液体分布及成膜装置,均匀分配到各换热管内,在重力和真空诱导及气流作用下,成均匀膜状自上而下流动。流动过程中,被壳程加热介质加热汽化,产生的蒸汽与液相共同进入蒸发器的分离室,汽液经充分分离,蒸汽进入冷凝器冷凝(单效操作)或进入下一效蒸发器作为加热介质,从而实现多效操作,液相则由分离室排出。
刮板蒸发器,它是一种适应性很强的新型蒸发器,例如对高粘度、热敏性和易结晶、结垢的物料都适用。它主要由加热夹套和刮板组成,夹套内通加热蒸汽,刮板装在可旋转的轴上,刮板和加热夹套内壁保持很小间隙,通常为0.5~1.5mm。料液经预热后由蒸发器上部沿切线方向加入,在重力和旋转刮板的作用下,分布在内壁形成下旋薄膜,并在下降过程中不断被蒸发浓缩,完成液由底部排出,二次蒸汽由顶部逸出。在某些场合下,这种蒸发器可将溶液蒸干,在底部直接得到固体产品。
刮板蒸发器,能力大,对水和有机溶剂等溶液的蒸发量100—300Kg/h·m²。刮板蒸发器被处理物料在蒸发面停留时间短,约±10秒左右,不结焦,不结垢。刮板蒸发器可以实现真空条件下低温蒸发。
物料从大直径端连续不断地进入卧式蒸发器,被刮膜片加速和分配并立即在加热面上形成一个薄的流动膜。 圆锥型薄膜蒸发器,依赖于转子施于物料一个离心力,这离心力有两个有效力,一个垂直于加热面,另一个朝大直径端体的方向(注意:相同的结果同样出现在 垂直圆锥型薄膜蒸发器里)依靠这些力产生物料加速,而且进入的物料加热面充分潮湿,不依赖于蒸发比或进料速度。因此,局部物料过热和热降解被减少或完 全消除。 在此过程中,轻组份(低沸物)顺流(和液膜同向)穿过卧式薄膜蒸发器进入汽液分离器,在此处经汽液分离所产生的液滴和泡沫被击碎进入液相(高沸物), 被分离后的汽体进入外置冷凝器或下道工序;重组份(高沸物)沿着加热壁面爬升到小端出口排出。
升一降膜蒸发器一般用于浓缩过程中黏度变化大的溶液,或厂房高度有一定限制的场合。若蒸发过程溶液的黏度变化大,推荐采用常压操作。
外加热式蒸发器是由列管式加热器、分离室及循环管三个主要部件组成,属自然循环式流发器。这种蒸发器的结构特点是加热室与分离室分开,这样既便于清洗与更换,而且降低了蒸发器的总高度。