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    行业资讯

    薄膜蒸发器的结构——膜式(单程型)蒸发器

    上述各种薄膜蒸发器的主要缺点是加热室内滞料量大,致使物料在高温下停留时间长,特别不适于处理热敏性物料。在膜式薄膜蒸发器内,溶液只通过加热室一次即可浓缩到需要的浓度,停留时间仅为数秒或十余秒钟。操作过程中溶液沿加热管壁呈传热效果最佳的膜状流动。

    (一)升膜薄膜蒸发器

    升膜薄膜蒸发器的结构,加热室由单根或多根垂直管组成,加热管长径之比为100~150,管径在25~50mm之间。原料液经预热达到沸点或接近沸点后,由加热室底部引入管内,为高速上升的二次蒸汽带动,沿壁面边呈膜状流动、边进行蒸发,在加热室顶部可达到所需的浓度,完成液由分离器底部排出。二次蒸汽在加热管内的速度不应小于l0m/s,一般为20~50m/s,减压下可高达100~160m/s或更高。

    若将常温下的液体直接引入加热室,则在加热室底部必有一部分受热面用来加热溶液使其达到沸点后才能汽化,溶液在这部分壁面上不能呈膜状流动,而在各种流动状态中,又以膜状流动效果最好,故溶液应预热到沸点或接近沸点后再引入薄膜蒸发器。

    这种薄膜蒸发器适用于处理蒸发量较大的稀溶液以及热敏性或易生泡的溶液;不适用于处理高粘度、有晶体析出或易结垢的溶液。

    (二)降膜薄膜蒸发器

    若蒸发浓度或粘度较大的溶液,可采用的降膜薄膜蒸发器,它的加热室与升膜薄膜蒸发器类似。原料液由加热室顶部加入,经管端的液体分布器均匀地流人加热管内,在溶液本身的重力作用下,溶液沿管内壁呈膜状下流,并进行蒸发。为了使溶液能在壁上均匀布膜,且防止二次蒸汽由加热管顶端直接窜出,加热管顶部必须设置加工良好的液体分布器。图5-7示出三种最常用的液体分布器。图(a)的分布器为有螺旋形沟槽的圆柱体;图(b)的分布器下端为圆锥体,且底面为凹面,以防止沿锥体斜面下流的液体向中央聚集;图(c)的分离器是将管端周边加工成齿缝形。

    降膜薄膜蒸发器也适用于处理热敏性物料,但不适用于处理易结晶、易结垢或粘度特大的溶液。

    (三)升一降膜薄膜蒸发器

    升一降膜薄膜蒸发器的结构,由升膜管束和降膜管束组合而成。薄膜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1中加热达到或接近沸点后,引入升膜加热管束2的底部,汽、液混合物经管束由顶部流人降膜加热管束3,然后转入分离器4,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薄膜蒸发器内的情况完全相同。

    升一降膜薄膜蒸发器一般用于浓缩过程中粘度变化大的溶液;或厂房高度有一定限制的场合。若蒸发过程溶液的粘度变化大,推荐采用常压操作。

    (四)刮板搅拌薄膜薄膜蒸发器

    刮板搅拌薄膜薄膜蒸发器的结构,加热管是一根垂直的空心圆管,圆管外有夹套,内通加热蒸汽。圆管内装有可以旋转的搅拌叶片,叶片边缘与管内壁的间隙为0.25—1.5mm。原料液沿切线方向进入管内,由于受离心力、重力以及叶片的刮带作用,在管壁上形成旋转下降的薄膜,并不断地被蒸发,完成液由底部排出。

    刮板薄膜薄膜蒸发器是利用外加动力成膜的单程薄膜蒸发器,故适用于高粘度、易结晶、易结垢或热敏性溶液的蒸发。缺点是结构复杂、动力耗费大(约为3kW/m2传热面)、传热面积较小(一般为3—4m2/台),处理能力不大。