蒸发器的形式与分类

讯联左右 2024-09-20 19:42:49

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蒸发及蒸发器的标准定义(引用化工原理教课书):用加热方法使含有不挥发溶质(如无机盐)的溶液沸腾气化并移出蒸气,从而使溶液中的溶质浓度提高的单元操作称为蒸发,所采用的设备称为蒸发器。蒸发操作广泛应用于化工、轻工、食品、药、原子能等工业中。

博特BOTEHB的主营业务就是设计、生产、销售、调试及运营各种蒸发器,其中优势产品就是各类盐溶液蒸发器,特别是废水、废气、废固处理及资源化回收时涉及的各类盐溶液蒸发器。详细情况欢迎查看其他文章。蒸发器形式多样,可以根据不同的操作压力、加热方式、物料性质等因素进行分类。详见如下:

一、溶液在加热室中运动情况分类

1.1 循环型(非膜式)蒸发器

循环型蒸发器的特点是溶液在蒸发器中循环流动,因而可以提高传热效果。由于引起溶液循环运动的原因不同,又分为:

自然循环蒸发器:由于溶液受热程度不同,产生了密度差而引起循环运动的蒸发器。强制循环蒸发器:由于外加机械(泵)迫使溶液沿一定方向流动。

根据结构的不同,又可分为:

中央循环管式(标准式)蒸发器悬筐式蒸发器外加热式蒸发器(自然循环外加热式、强制循环外加热式)

1.2 单程型(膜式)蒸发器

降膜蒸发器:液体形成薄膜状流下并被加热蒸发,适合高粘度、热敏性物料。升膜蒸发器:液体受热后形成蒸汽上升并冷凝回收,适合热敏性、易发泡物料。

二、按结构形式分类

管式蒸发器:液体在管内流动被加热,适用于粘度较大或有结晶的物料。板式蒸发器:利用多层板片进行热交换,适用于热敏性物料。刮板式蒸发器:在加热面上装有刮板,不断清除结晶或粘附物,保持高效传热。离心式蒸发器:通过高速旋转产生的离心力强化传热过程,特别适合处理高粘度物料。

二、按操作压力分类

蒸发操作可以在加压、常压或减压下进行。蒸发器可以分为加压蒸发器、常压蒸发器及真空蒸发器三类

工业上的蒸发操作经常在减压下进行,称为真空蒸发。真空操作的特点在于:①减压下溶液沸点下降,有利于处理热敏性物料,且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源;②溶液的沸点随所处的压强减小而降低,故对相同压强的加热蒸汽而言,当溶液处于减压时可以提高传热总温度差,但与此同时,溶液的粘度加大,使总传热系数下降;③真空蒸发系统要求有造成减压的装置,使系统的投资费和操作费提高。

常压蒸发器在大气压或稍高于大气压下操作。

减压(真空)蒸发器在低于大气压的条件下操作,可降低沸点,节约能源。对于热敏性物料,如抗生素溶液、果汁等应在减压下进行。

加压蒸发器:高粘度物料采用加压高温热源加热(如导热油、熔盐等)进行蒸发。

三、按加热方式及利用情况分类

直接热源加热:热源(如蒸汽)直接与物料接触进行加热。它是将燃料与空气混合,使其燃烧产生的高温火焰和烟气经喷嘴直接喷入被蒸发的溶液中来加热溶液、使溶剂汽化的蒸发过程,例如喷雾干燥焚烧等是进行直接加热进行处理高盐废水的方式。如浸没燃烧式蒸发器,燃烧后直接烟气加热。

间接热源加热:容器间壁传给被蒸发的溶液。即在间壁式换热器中进行的传热过程,目前大多数蒸发都采用间接热源加热方式进行。

四、按效数或蒸汽利用情况分类

可分为单效蒸发器与多效蒸发器。若蒸发产生的二次蒸汽直接冷凝不再利用,称为单效蒸发。若将二次蒸汽作为下一效加热蒸汽,并将多个蒸发器串联,此蒸发过程即为多效蒸发。如果二次蒸汽经机械压缩机压缩后回用则称为机械压缩型蒸发器(MVR蒸发器)。如果二次蒸汽经喷射热泵压缩后回用则称为热力压缩型蒸发器(TVR蒸发器)。

四、按蒸发方式分类

自然蒸发:即溶液在低于沸点温度下蒸发,如海水晒盐,这种情况下,因溶剂仅在溶液表面汽化,溶剂汽化速率低。工业生产中,为了提高蒸发效率,没有听说采用自然蒸发原理而设计的蒸发器。沸腾蒸发:将溶液加热至沸点,使之在沸腾状态下蒸发。工业上的蒸发操作基本上皆是此类。

五、按被加热介质分类

被蒸发的溶液可以是水溶液,也可以是其他溶剂的溶液。化学工业中以蒸发水溶液为主,可以称为水溶液蒸发器。博特蒸发器基本上都是水溶液蒸发器,溶液主要是水溶液,溶质主要是各种盐分。工业领域也还有蒸发其它液体为主的蒸发器,暂称之为“其他溶液蒸发器”。

有些蒸发量比较大的蒸发器,往往会多工艺多形式组合起来使用,可称之为多工艺组合蒸发器。同时,针对蒸发器外排母液的处理,有母液干化蒸发器,刮板蒸发器等等。

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