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1、项目九 蒸发及设备操作,大庆职业学院,职业教育环境监测与治理技术专业教学资源库化工单元操作课程,任务一、蒸发流程的确定和主体设备的选择 -蒸发器结构和类型,蒸发设备,根据蒸发器中溶液的流动情况，把蒸发器分为循环型与非循环型（单程型）两类。 （一）循环型蒸发器 特点：溶液在蒸发器中循环流动，溶液在蒸发器内停留时间长，溶液浓度接近于完成液浓度。 由于引起循环运动的原因不同，分为自然循环型和强制循环型两类。,1中央循环管式蒸发器 加热蒸汽：加热室管束环隙内。 溶液：加热室管束及中央循环管内，受热时，由于中央循环管单位体积溶液受热面小，溶液密度较加热管内大，使得溶液形成由中央循环管下降，而由其余加热管
2、上升的循环流动。 优点：结构紧凑、制造方便、投资较少、操作可靠。 缺点：溶液的循环速度较低（一般在0.5m/s以下），传热系数较小，且清洗检修比较麻烦。,2.悬筐式蒸发器 它的加热室像个悬筐，悬挂在蒸发器壳体的下部，可由顶部取出，便于清洗与更换。 加热蒸汽：由壳体上部经管道引入加热室在管束环隙内流动。 溶液：在管内和加热室外壁与蒸发器壳体的内壁之间构成的环形通道内流动。因环形通道内溶液的受热程度较弱，因而使溶液形成沿环形通道下行、再由加热管上行的循环运动。 优点：悬筐式蒸发器适用于蒸发易结垢或有晶体析出的溶液。溶液循环速度较高(约为11. 5m/s)。 缺点：结构复杂，单位传热面需要的设备材料
3、量较大。,3 .外热式蒸发器 特点：加热室与蒸发室分开。 这种结构不仅便于清洗与检修，而且可以降低蒸发器的总高度。由于可以采用较长的加热管（管长与管径之比为50100），循环管又不被蒸汽加热，加大了溶液的密度差，因此溶液的循环速度较大，但一般不超过1.5m/s。 适于处理易结垢、有晶体析出、处理量大的溶液。,4.列文蒸发器 特点：在加热室上部设置沸腾室，加热室的溶液由于受到上方沸腾室液柱产生的压力作用，沸点升高使溶液不在加热管中沸腾，上升到沸腾室时才开始沸腾汽化。 优点：流动阻力小；循环速度高；传热效果好；加热管内不易堵塞。 缺点：设备费高；厂房高，耗用金属多。 适于处理有晶体析出或易结垢的溶
4、液。,特点：利用外加动力（循环泵）使溶液沿一定方向作高速循环流动， 优点：循环速度高，其循环速度在2.5m/s以上。循环速度的大小可通过调节循环泵的流量来控制；对流传热系数高。 缺点：动力消耗大，需添加循环泵。 适于处理粘度大，易结垢、有晶体析出的溶液。,（二）单程型(膜式)蒸发器,溶液在蒸发器中只通过加热室一次，不作循环流动。溶液通过加热室时，在管壁上呈膜状流动，故习惯上又称为液膜式蒸发器。,传热效率高，蒸发速度快，溶液在蒸发器中的停留时间很短，因而特别适用于热敏性物料的蒸发。,1. 升膜蒸发器原理：溶液预热到接近沸点时由蒸发器底部送入，进入加热管时立即受热沸腾汽化，溶液在高速上升的二次蒸汽
5、带动下，沿管壁呈膜状向上流动并蒸发。到达分离室后，完成液与二次蒸汽分离后由分离室底部排出。适用：蒸发量较大（即稀溶液）、热敏性及易起泡沫的溶液。不适用：高粘度、有晶体析出或易结垢的溶液。,2 . 降膜蒸发器 原理：溶液预热后由加热室顶部加入，经管端的液体分布器均匀分配在各加热管内，在重力作用下沿管内壁呈膜状向下流动并进行蒸发，汽液混合物从管下端流出，进入分离室，汽、液分离后，完成液由分离室底部排出。 适用：浓度高、粘度较大的溶液。 不适用：易结晶、结垢的溶液。,这类蒸发器操作良好的关键是使溶液呈均匀的膜状沿各管内壁向下流动，为此在每根加热管的顶部设置液体分布器。,降膜蒸发器的布膜器,3 . 升
6、降膜式蒸发器 原理：蒸发器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，将加热管束分成两部分。溶液由升膜管束底部进入，流向顶部，然后从降膜管束流下，进入分离室，得到完成液。 适用：浓缩过程中粘度变化大的溶液、厂房有限制的场合。,1-预热器；2-升膜加热室；3-降膜加热室； 4-分离室；5-冷凝水,4.刮板薄膜蒸发器原理：它的壳体外部装有加热蒸汽夹套，壳体内装有旋转刮片。料液由蒸发器上部沿切线方向加入后，在重力和旋转刮片刮带下，溶液在壳体内壁上形成旋转下降的液膜，并在下降过程中不断被蒸发浓缩，在底部得到完成液。适用：易结晶、易结垢、高粘度的溶液。缺点：结构复杂，动力消耗大，传热面积小，处理能力低。,
