料液从加热器的底部进入管内,经加热蒸汽加热沸腾后迅速汽化,所产生的二次蒸汽及料液沿其内壁呈膜状高速上升,进行连续传热蒸发。这样料液从加热器的底部至管子出口处逐渐被浓缩,浓缩后的料液以高速进入蒸发分离室,通过蒸发分离室的离心分离作用,二次蒸汽从分离室顶部排出;达到浓度要求的浓缩液从分离室底部排出,没有达到浓度的浓缩液通过循环管,再回到加热器底部,进行二次浓缩。 [2]
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。
蒸发结晶器是利用蒸发部分溶剂来达到溶液的过饱和度的,这使得其与普通料液浓缩所用的蒸发器在原理和结构上非常相似。普通的蒸发器虽然能够容许操作过程中有固形物沉淀,但难以实现对晶粒分级的有效控制,因此蒸发结晶器与普通的蒸发器往往还有着一此区别。与减压蒸发类似,蒸发结晶器也可在减压条件下操作。通过减压可以降低料液的沸点,从而可以通过多效蒸发来充分利用热量,NaCl 生产曾采用了这种多效蒸发形式的结晶器。[1]
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,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。
升一降膜蒸发器是指由升膜管束和降膜管束组合而成。蒸发器的底部封头内有一隔板,将加热管束均分为二。原料液在预热器中加热达到或接近沸点后,引入升膜加热管束的底部,汽、液混合物经管束由顶部流入降膜加热管束,然后转入分离器,完成液由分离器底部取出。溶液在升膜和降膜管束内的布膜及操作情况分别与前述的升膜及降膜蒸发器内的情况完全相同。
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。