一、概述
薄膜蒸发器是通过旋转刮膜器强制成膜,并高速流动,热传递效率高,停留时间短(约10~50秒),可在真空条件下进行降膜蒸发的一种新型高效蒸发器。
它由一个或多个带夹套加热的圆筒体及筒内旋转的刮膜器组成。刮膜器将进料连续地在加热面刮成厚薄均匀的液膜并向下移动;在此过程中,低沸点的组份被蒸发,而残留物从蒸发器底部排出。
应用领域
在热交换工程中,刮板式薄膜蒸发器得到广乏的应用。尤其对热敏性物料(时间短暂)的热交换,刮膜器有利于热交换的进行,并通过不同的刮膜器设计,能进行复杂产品的蒸馏。
刮膜蒸发器已在下述领域用于蒸发浓缩、脱溶、汽提、反应、脱气、除臭(气)味等为目的,取得了良好效果:
中、西药:抗生素,糖液,雷公滕、黄芪等中草药,甲基咪唑、
单腈胺等中间体;?轻工食品:果汁,肉汁,色素,香精,香料,酶制剂、乳酸、木糖、淀粉糖,山梨酸钾;
?油脂日化:卵磷酯,VE,鱼肝油,油酸,甘油,脂肪酸,废润滑油,烷基多糖苷,醇醚硫酸盐等;
合成树脂:聚酰胺树脂,环氧树脂,多聚甲醛,PPS(癸二酸聚丙烯酯),PBT,
甲酸丙烯酯;合成纤维:PTA,DMT,炭素纤维,聚四氢呋喃,聚醚多元醇等;?石油化学:TDI,MDI,**基氢醌,三羟甲基丙烷,等;
农药生物:乙草胺、丙草胺、毒死蜱、呋喃酚、广灭灵、等除草剂,杀虫剂、除莠剂,除螨剂;废水:无机盐废水等;
工业废水蒸发器
系统组成:
各效加热器、各效分离器、各效结晶器、冷凝器(混合式或表面式)、各效强制循环泵、冷凝水泵、真空泵、操作平台、电器控制柜、液位自控系统及界内管道阀门等组成。
产品特点:
1.本设备处的物料特性适应围广。其中主要针对蒸发过程容易结垢的物料、蒸发过程有晶体析出的物料。随着浓缩浓度提高,粘度相应增加的物料、有不溶性固形物的物料等;
2.在蒸发过程中,物料通过强制循环在管内快速流动,受热均匀、传热系数高、并可防止干壁现象。
3.料液通过强制循环泵快速经过加热器加热,**部出来以切线式进入分离器(结晶器),汽液分离效果好。
4.物料通过设备抽真空低温蒸发结晶,加上连续式进出料,保证了饱和精浆液的连续式输出,采用*特设计的结晶器,能满足连续进料,连续排料的工艺要求,结晶器与强制循环泵形成了较佳的配合,其内部结构使得晶体和清液得到快速有效的分离。 。
5.设备结构紧凑、占地面积小,布局流畅、操作方便、性能稳定等。
6.设备可配置自动化系统,实现进料自动控制,加热温度自动控制,出料浓度自动控制,还可配备突发停电、故障时对结晶物料的保护措施,其它安全、报警等自动化操作控制。
适用范围:
适用于氯化钠、硫酸钠、氯化铵、甘铵酸、苯丙铵酸;硝酸钠、硫酸锌、氯化钙、硫酸铵、等物料的蒸发与结晶。
废水蒸发器蒸发能力:1000~60000kg/h(系列)
根据物料的特性及蒸发量的大小,可设计成效或多效蒸发机组。
本装置主要适用于有结晶体析出的溶液。
主要用于化工行业、金属业的冶炼、大型钢厂的酸洗废液、电厂的湿法脱硫废液处对用户提供的有晶体析出的溶液的成份、含量都会做出具体的技术方案,供用户参考与选择!
常见故障的排除 由于操作条件、使用方法等因素的变化,常导致设备不能正常运行,甚至使浓缩过程中断。因此,了解浓缩设备的正常操作条件和使用方法对设备操作、维修人员来说是必不可少的。
(1)三效蒸发器运行失败。低真空太低,不能保持浓缩物的沸点,二次蒸汽的温度升高,从而降低加热蒸汽和浓缩物之间的有效温差,减少热传递并减慢蒸汽蒸发速率,而且加热材料的加热温度,影响活性成分的保存。真空度过低,除了质量集中的影响外,还降低了设备的生产能力。低真空的原因如下:
(1)将各部分的设备浓缩到空气中。空气的渗透增加了真空设备的额外负担,甚至会导致故障。
(2)冷却水不足。除了泵设备的原因外,缺少冷却水主要是由于管道堵塞,造成阀门损坏。冷却水的量不足以使二次蒸汽不能及时冷凝,严重影响真空设备的运转。
(3)冷却水温度过高。冷却水进入水温过高,集中加热产生的大量二次蒸汽不能及时冷凝,浓缩设备,真空度将迅速降低。
(4)使用蒸汽压力过高。加热蒸汽压力太高,不足以丰富设备的蒸发速度快速增加,大量二次蒸汽生产增加了冷却设备的负荷,使真空逐渐减少。降低真空度也会增加材料的蒸发温度,同时影响产品质量,较终降低设备生产能力。
(5)真空设备有故障。
常用的间壁传热式蒸发器,按溶液在蒸发器中停留的情况,大致可分为循环型和单程型两大类。
一、循环性蒸发器
这一类型的蒸发器,溶液都在蒸发器中作循环流动。由于引起循环的原因不同,又可分为自然循环和强制循环两类。
1.*循环管式蒸发器这种蒸发器又称作标准式蒸发器。它的加热室由垂直管束组成,中间有一根直径很大的*循环管,
其余管径较小的加热管称为沸腾管。由于*循环管较大,其单位体积溶液占有的传热面,比沸腾管内单位溶液所占有的要小,
即*循环管和其它加热管内溶液受热程度不同,从而沸腾管内的汽液混合物的密度要比*循环管中溶液的密度小,
加之上升蒸汽的向上的抽吸作用,会使蒸发器中的溶液形成由*循环管下降、由沸腾管上升的循环流动。这种循环,
主要是由溶液的密度差引起,故称为自然循环。这种作用有利于蒸发器内的传热效果的提高。
为了使溶液有良好的循环,*循环管的截面积一般为其它加热管总截面积的40~**;加热管高度一般为1~2m;
加热管直径在25~75mm之间。这种蒸发器由于结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等优点,应用十分广泛。
但是由于结构上的限制,循环速度不大。加上溶液在加热室中不断循环,使其浓度始终接近完成液的浓度,因而溶液的沸点高,
有效温度差就减小。这是循环式蒸发器的共同缺点。此外,设备的清洗和维修也不够方便,所以这种蒸发器难以完全满足生产的要求。
2.悬筐式蒸发器为了克服循环式蒸发器中蒸发液易结晶、易结垢且不易清洗等缺点,对标准式蒸发器结构进行了更合理的改进,
这就是悬筐式蒸发器。加热室4象个篮筐,悬挂在蒸发器壳体的下部,并且以加热室外壁与蒸发器内壁之间的环形孔道代替*循环管。
溶液沿加热管*上升,而后循着悬筐式加热室外壁与蒸发器内壁间的环隙向下流动而构成循环。由于环隙面积约为加热管总截面积的100至150%,
故溶液循环速度比标准式蒸发器为大,可达1.5m/s。此外,这种蒸发器的加热室可由**部取出进行检修或更换,而且热损失也较小。
它的主要缺点是结构复杂,单位传热面积的金属消耗较多。
3.列文式蒸发器上述的自然循环蒸发器,其循环速度不够大,一般均在1.5m/s以下。为使蒸发器更适用于蒸发粘度较大、易结晶或结垢严重的溶液,
并提高溶液循环速度以延长操作周期和减少清洗次数。
其结构特点是在加热室上增设沸腾室。加热室中的溶液因受到沸腾室液柱附加的静压力的作用而并不在加热管内沸腾,直到上升至沸腾室内当其所受压力降低后才能开始沸腾,
因而溶液的沸腾汽化由加热室移到了没有传热面的沸腾室,从而避免了结晶或污垢在加热管内的形成。另外,
这种蒸发器的循环管的截面积约为加热管的总截面积的2~3倍,溶液循环速度可达2.5至3 m/s以上,故总传热系数亦较大。
这种蒸发器的主要缺点是液柱静压头效应引起的温度差损失(意义详见6.3.1)较大,为了保持一定的有效温度差要求加热蒸汽有较高的压力。
此外,设备庞大,消耗的材料多,需要高大的厂房等。 除了上述自然循环蒸发器外,在蒸发粘度大、易结晶和结垢的物料时,还采用强制循环蒸发器。
在这种蒸发器中,溶液的循环主要依靠外加的动力,用泵迫使它沿一定方向流动而产生循环。循环速度的大小可通过泵的流量调节来控制,一般在2.5m/s以上。
强制循环蒸发器的传热系数也比一般自然循环的大。但它的明显缺点是能量消耗大,每平方米加热面积约需0.4~0.8kW。
一、概述
薄膜蒸发器是通过旋转刮膜器强制成膜,并高速流动,热传递效率高,停留时间短(约10~50秒),可在真空条件下进行降膜蒸发的一种新型高效蒸发器。
它由一个或多个带夹套加热的圆筒体及筒内旋转的刮膜器组成。刮膜器将进料连续地在加热面刮成厚薄均匀的液膜并向下移动;在此过程中,低沸点的组份被蒸发,而残留物从蒸发器底部排出。
二、性能特点
·真空压降小:物料汽化气体从加热面送到外置的冷凝器,存在一定的压差。在一般的蒸发器中,这种压力降(Δp)通常是比较高的,有时甚**得难于接受。而刮板式薄膜蒸发器有较大的气体穿越空间,
蒸发器内压力能看成与冷凝器中的压力几乎相等,因此,压力降很小,真空度可达5mmHg。·操作温度低
由于上述特性,这使得蒸发过程可以保持在较高真空度条件下进行。由于真空度的提高,与之相应的物料沸点迅速降低,因此,操作可以在较低温度下进行,降低了产品的热分解。
·受热时间短:由于刮板式薄膜蒸发器的*特结构,刮膜器具有泵送作用,使得物料在蒸发器内的停留时间很短;另,在加热的蒸发器上由于薄膜的高速湍流使得产品不会滞留在蒸发器表面。
因此,特别适用于热敏性物料的蒸发。·蒸发强度高:物料沸点的降低,增大了同热介质的温度差;刮膜器的功能,减小了呈现湍流状态的液膜厚度,降低了热阻。
同时,在这过程中抑制物料在加热面结壁、结垢,并伴有良好的热交换,因此,提高了刮板式薄膜蒸发器的总传热系数。
·操作弹性大:正是由于刮板式薄膜蒸发器*有的性能,使其适宜于处理热敏性和要求平稳蒸发的、高粘度的及随浓度提高粘度急剧增加的物料,其蒸发过程也能平稳蒸发。
它还能成功地应用于含固颗粒、结晶、聚合、结垢等情况物料的蒸发和蒸馏。
三、应用领域
在热交换工程中,刮板式薄膜蒸发器得到广乏的应用。尤其对热敏性物料(时间短暂)的热交换,刮膜器有利于热交换的进行,并通过不同的刮膜器设计,能进行复杂产品的蒸馏。
刮膜蒸发器已在下述领域用于蒸发浓缩、脱溶、汽提、反应、脱气、除臭(气)味等为目的,取得了良好效果:
中、西药:抗生素,糖液,雷公滕、黄芪等中草药,甲基咪唑、
单腈胺等中间体;?轻工食品:果汁,肉汁,色素,香精,香料,酶制剂、乳酸、木糖、淀粉糖,山梨酸钾;
?油脂日化:卵磷酯,VE,鱼肝油,油酸,甘油,脂肪酸,废润滑油,烷基多糖苷,醇醚硫酸盐等;
合成树脂:聚酰胺树脂,环氧树脂,多聚甲醛,PPS(癸二酸聚丙烯酯),PBT,
甲酸丙烯酯;合成纤维:PTA,DMT,炭素纤维,聚四氢呋喃,聚醚多元醇等;?石油化学:TDI,MDI,**基氢醌,三羟甲基丙烷,等;
农药生物:乙草胺、丙草胺、毒死蜱、呋喃酚、广灭灵、等除草剂,杀虫剂、除莠剂,除螨剂;废水:无机盐废水等;
四、工作原理
物料从加热区的上方径向进入蒸发器;经布料器分布到蒸发器加热壁面,然后,旋转的刮膜器将物料连续均匀地加热面上刮成厚薄均匀的液膜,并以螺旋状向下推进。
在此过程中,旋转的刮膜器保证连续和均匀的液膜产生高速湍流,并阻止液膜在加热面结焦、结垢,从而提高传总系数。轻组份被蒸发形成蒸汽流上升,
经汽液分离器到达和蒸发器直接相连的外置冷凝器;重组份从蒸发器底部的锥体排出。
一个*特的布料器不仅仅具有将物料均匀地泼向蒸发器内壁,防止物料溅到蒸发器内部喷入蒸汽流,还具有防止刚进入的物料在此处闪蒸,有利于泡沫的消除,物料只能沿着加热面蒸发。
在刮膜蒸发器的上部配有一个依据物料特性设计的离心式分离器,将上升蒸汽流中的液滴分离出来并返回布料器。