一、高效蒸發器的種類
高效蒸發器又稱單程蒸發器或非循環蒸發器,即原料液不需要循環,經過單程蒸發器的一次性處理,就能變成完成液。由于蒸發效率的提高,其相比循環蒸發器來說優勢明顯:1、生產能力大;2、體積小;3、能耗低;4、性價高;5、蒸發溫度降低,適合蒸發熱敏物料;6、平均傳熱溫差降低,能夠利用低品位熱源。高效蒸發器有如下種類:
1、升膜蒸發器;
2、降膜蒸發器;
3、刮板蒸發器(薄膜蒸發器);
4、噴霧蒸發器。
二、升膜蒸發器的原理及完善
(一)原理
曾經在某廠有個奇怪的現象:有個立式的蒸發器和一個臥式蒸發器,前者的體積只有后者的一半左右,但同樣的情況下立式蒸發器的蒸發效果卻比臥式蒸發器明顯好。升膜蒸發器正好是立式蒸發器。
蒸發器的蒸發效率與其傳熱效率成正比,所以要了解升膜蒸發器的原理必須從其內部傳熱機理著手。升膜蒸發器一般在加熱管內蒸發。管內蒸發一般分為6個階段:1、預熱段;2、氣泡產生段;3、乳化段;4、轉化段;5、成膜段;6、蒸氣段。
由于蒸氣段已經蒸發完成,所以不考慮。從1段到5段,其傳熱效率正好也是由低到高,5段(成膜段)***高。升膜蒸發器因為有成膜段,所以其蒸發效率得到了很大提升。
為什么膜狀流動時,其傳熱系數***高呢?是因為這時的層流邊界層的厚度大大降低了,熱阻大大降低了。
(二)完善
從上面的討論,我們知道了膜狀流動是升膜蒸發器的關鍵。如果要提高升膜蒸發器的蒸發效率,也應該從它著手。
我們先來研究下成膜的條件,怎么樣才能讓原料液成膜?
1、有一定量的氣體存在。很明顯,膜狀流動是被氣體吹出來的,氣體量太小吹不出來,就象在4段以前的情況是不可能產生膜狀流動的。
2、氣液比在一定范圍內,才有可能成膜。
3、氣體和液體流動的方向是一致的。如果流動方向相反,是不可能吹出液膜來的。
4、氣體流速超過一定范圍,才有可能成膜。
5、液體流速超過一定范圍,才有可能成膜。
綜上所述,提高升膜蒸發器蒸發效率的方向:
1、盡早產生氣體,使成膜段形成時間盡可能縮短。
2、控制料液進入蒸發器的量,使氣液比盡快進入成膜范圍。
3、液體因為自己重量的原因,有向下的傾向,所以從這點來說,降膜蒸發器更有利于成膜。
4、流速的控制,可以通過設計來完善。
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