第八章蒸發(fā)設(shè)備課件

第八章蒸發(fā)設(shè)備傳熱設(shè)備換熱器蒸發(fā)器蒸發(fā)過程實(shí)質(zhì)為傳熱過程目的：溶液濃縮傳熱是蒸發(fā)器設(shè)計(jì)的最重要的問題。第八章蒸發(fā)設(shè)備傳熱設(shè)備換熱器蒸發(fā)器蒸發(fā)過程實(shí)質(zhì)為傳熱過第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件產(chǎn)生大量二次蒸汽消耗大量加熱蒸汽產(chǎn)生大量消耗大量第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件第八章蒸發(fā)設(shè)備課件

第一節(jié)蒸發(fā)基本原理一、蒸發(fā)基本原理在化工過程中，蒸發(fā)是濃縮溶液的單元操作。這種操作是將溶液加熱，使其中部分溶劑氣化并不斷除去，以提高溶液中溶質(zhì)濃度。例如，燒堿液的增濃、稀鹽水液的濃縮、淡水制備等。用來進(jìn)行蒸發(fā)的設(shè)備稱為蒸發(fā)器。蒸發(fā)的方式有自然蒸發(fā)和沸騰蒸發(fā)。自然蒸發(fā)是溶液中的溶劑在低于沸點(diǎn)下氣化。沸騰蒸發(fā)是使溶液中的溶劑在沸點(diǎn)時(shí)氣化，在氣化過程中，溶液呈沸騰狀態(tài)，溶劑的氣化不僅發(fā)生在溶液表面，而且發(fā)生在溶液內(nèi)部，幾乎在溶液各個(gè)部分都同時(shí)發(fā)生氣化現(xiàn)象，因此沸騰蒸發(fā)的速率遠(yuǎn)超過自然蒸發(fā)速率。工業(yè)上的蒸發(fā)大多是采用沸騰蒸發(fā)。圖8-1蒸發(fā)裝置示意圖1-加熱室2-加熱管3-中心降液管4-蒸發(fā)室5-捕汁器6-冷凝器

蒸發(fā)過程尚有以下特點(diǎn)：1.蒸發(fā)的物料是溶有不揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液。依拉烏爾定律可知，在相同壓力下，溶液的沸點(diǎn)高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)。所以，當(dāng)加熱蒸汽溫度一定時(shí)，蒸發(fā)溶液時(shí)的傳熱溫度差要比蒸發(fā)純?nèi)軇r(shí)為小，溶液的濃度越大，這種影響越顯著。2.蒸發(fā)時(shí)要汽化大量的溶劑，因此需消耗大量的加熱蒸汽。3.被蒸發(fā)的溶液本身，常具有某些特性，例如，有些物料在濃縮時(shí)可能結(jié)垢或析出結(jié)晶，有些熱敏性物料在高溫下易分解變質(zhì)，有些溶液則有較大的粘度或較強(qiáng)的腐蝕性等。第一節(jié)蒸發(fā)基本原理

二、蒸發(fā)系統(tǒng)1.單效蒸發(fā)系統(tǒng)2.多效蒸發(fā)系統(tǒng)：（1）并流法（2）逆流法（3）平流法

圖8-2并流加料三效蒸發(fā)裝置的流程圖8-3逆流加料三效蒸發(fā)裝置的流程第一節(jié)蒸發(fā)基本原理

圖8-4平流加料三效蒸發(fā)裝置的流程第一節(jié)蒸發(fā)基本原理

三、多效蒸發(fā)中效數(shù)的限制多效蒸法可以提高加熱蒸汽的利用率，所以多效蒸發(fā)的操作費(fèi)用是隨著效數(shù)的增加而減少。但從表8-1可知，雖然(D/W)是隨著效數(shù)的增加而不斷減小，但所節(jié)省的加熱蒸汽量亦隨之減小，例如由單效改為雙效，可節(jié)省加熱蒸汽量約為50％，而從四效增為五效，可節(jié)省加熱蒸汽量就己降為10％。另一方面，增加效數(shù)就需要增加設(shè)備費(fèi)，而當(dāng)增加一效的設(shè)備費(fèi)用不能與所節(jié)省的加熱蒸汽的收益相抵時(shí)，就沒有必要再增加效數(shù)，所以多效蒸發(fā)的效數(shù)是有一定限度的。圖8-5有額外蒸汽引出的并流加料三效蒸發(fā)裝置的流程圖8-6五效真空蒸發(fā)方案（數(shù)據(jù)/%）第一節(jié)蒸發(fā)基本原理

四、蒸發(fā)熱力方案選擇的原則熱力方案的選擇首先應(yīng)滿足工藝的要求，即保證供應(yīng)足夠濃度的濃縮汁和車間各用汽工序足夠的蒸汽及規(guī)定的蒸汽參數(shù)，并做到熱力利用的合理經(jīng)濟(jì)。在不影響操作穩(wěn)定的情況下，最大限度地抽取額外蒸汽，做到全面利用，使進(jìn)入冷凝器的汁汽降到最低限度以及利用冷凝水自然蒸發(fā)等，使熱力方案具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，同時(shí)又保證蒸發(fā)操作的穩(wěn)定性和靈活性，即一方面是盡可能使實(shí)際抽取的汁汽量與設(shè)計(jì)時(shí)的抽取量相一致，另一方面是注意生產(chǎn)波動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)的可能性。設(shè)計(jì)時(shí)還必須考慮到蒸發(fā)罐的真空度應(yīng)有調(diào)節(jié)的可能性，或者采用濃縮罐。對于設(shè)備的投資費(fèi)用等方面也應(yīng)予以適當(dāng)?shù)目紤]。第一節(jié)蒸發(fā)基本原理

第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

一、蒸發(fā)設(shè)備基本構(gòu)造1.標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器(中央循環(huán)管式蒸發(fā)器)標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱條件良好，投資少，但存在循環(huán)速度小、檢修不方便等缺點(diǎn)。該類蒸發(fā)器在國內(nèi)糖廠和小型氯堿企業(yè)應(yīng)用較多。圖8-7標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)罐1-罐底封頭；2-進(jìn)液管；3-加熱室；4-蒸發(fā)室；5-捕集器；6-罐頂封頭；7-二次蒸汽出口；8-管板；9-中央降液管；10-加熱管；11-加熱室外殼；12-蒸汽入口；13-凝結(jié)水出口；14-濃縮液出口

2.懸筐式蒸發(fā)器懸框式蒸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)見圖8-8。其加熱室像籃筐，懸掛在蒸發(fā)器殼體的下部，加熱蒸汽由頂部引入，在管間加熱管內(nèi)的溶液。其原理和中央循環(huán)管式相同，但溶液沿懸筐外壁和外殼體內(nèi)壁所形成的環(huán)隙向下做循環(huán)流動(dòng)，循環(huán)速度略大。其加熱管束可取出后清理，用備用管束替換，以節(jié)約清洗時(shí)間。加熱蒸汽從位于中央的一根多孔管進(jìn)入，均勻吹入各加熱管間。加熱管束和管內(nèi)壁形成的的環(huán)形通道是循環(huán)料液的下流通道。其傳熱面積一般在100m2以下，總傳熱系數(shù)為600～3500W/(m2·K)（1）優(yōu)點(diǎn)：懸框式蒸發(fā)器實(shí)際上是標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器的改進(jìn)形式。它把加熱室改進(jìn)成可整體裝拆懸吊在蒸發(fā)器中，便于檢修；循環(huán)通道比標(biāo)準(zhǔn)式大，可以產(chǎn)生較大的循環(huán)速度和傳熱系數(shù)，同時(shí)由于循環(huán)通道在外周，因此熱損失小。加熱室可由頂部取出，便于檢修和更換，適用于易結(jié)晶、結(jié)垢溶液的蒸發(fā)。（2）缺點(diǎn)：懸框式蒸發(fā)器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、單位傳熱面的金屬消耗量較多而制造費(fèi)用較大。第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

3.盤管式蒸發(fā)器盤管式蒸發(fā)器適用于牛奶、果汁、蔬菜汁、豆?jié){、葡萄糖溶液等熱敏性物料在真空條件下進(jìn)行低溫濃縮，也可供醫(yī)藥、化工等部門濃縮物料之用。盤管式蒸發(fā)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：①蒸發(fā)強(qiáng)度高，每平方米傳熱面積蒸發(fā)量可達(dá)100kg/小時(shí)以上，其原因是傳熱溫度差較高；②操作方便，容易掌握；③易損件少，維護(hù)簡單；④每批的產(chǎn)品質(zhì)量均勻一致；⑤設(shè)備制造工藝簡單，使用鋼材少。缺點(diǎn)：①間歇操作，生產(chǎn)效率低；物料受熱時(shí)間長，影響產(chǎn)品質(zhì)量；③料液循環(huán)差，傳熱系數(shù)低；④由于是單效、間歇操作，蒸汽消耗量大，蒸發(fā)1kg水耗蒸汽在1.1kg以上；⑤冷卻水用量大；⑥盤管表面易結(jié)垢，且洗涮不方便；⑦二次蒸汽未能很好利用，僅適用于中小型工廠。盤管式蒸發(fā)器按鍋體結(jié)構(gòu)可分為有加熱夾套式和無加熱夾套式。我國從日本引進(jìn)的盤管式蒸發(fā)器在鍋體下側(cè)有加熱夾套，以增大傳熱面積。國產(chǎn)的盤管蒸發(fā)器皆為無加熱夾套?；窘Y(jié)構(gòu)見圖8-9。第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

3.盤管式蒸發(fā)器第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

圖8-8懸框式蒸發(fā)器1-殼體2-蒸汽接管3-分離室

4-懸框加熱室5-溢流管圖8-9盤管式蒸發(fā)器1-氣液分離器2-儀表箱3-總汽閥4-蒸發(fā)室5-加熱盤管

6-汽包7-分汽閥8-疏水閥9-加熱室10-取樣旋塞11-出料旋塞第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

4.外加熱室式蒸發(fā)器外加熱室式蒸發(fā)器的加熱室裝于蒸發(fā)室之外，采用了長加熱管（管長與管徑之比為50～100），液體下降管（也稱循環(huán)管）不再受熱，基本結(jié)構(gòu)如圖8-10。它是將加熱室移至蒸發(fā)器體外的一種外熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器，由列管加熱器、蒸發(fā)室、循環(huán)管三個(gè)部分組成。若蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生結(jié)晶，應(yīng)在循環(huán)管下口加液固分離器。料液在蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)速度小于1m/s,循環(huán)的動(dòng)力是循環(huán)管和加熱管內(nèi)液體的重度差。這種蒸發(fā)器傳熱面積常為數(shù)百平方米甚至上千平方米。一個(gè)蒸發(fā)室可配有1～4個(gè)加熱室。加熱管較長，其長徑比L/D=60～110，總傳熱系數(shù)為1400～3500W/(m2·K)。這種設(shè)備的缺點(diǎn)是設(shè)備較高，由于料液在管內(nèi)液柱較高，提高了下部液體的沸點(diǎn)，故要求加熱溫差大，因而限制了多效使用。（1）優(yōu)點(diǎn)：蒸發(fā)室通過導(dǎo)管和循環(huán)管與加熱室相連接，使得循環(huán)速度較大（可達(dá)1.5m/s）；加熱室便于清洗、檢修和更換。（2）缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，散熱損失較大。圖8-10外加熱室式蒸發(fā)器1-加熱室2-蒸發(fā)室3-循環(huán)管第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

5.列文蒸發(fā)器列文式蒸發(fā)器屬于加熱管外沸騰的自然循環(huán)型蒸發(fā)器，是50年代前蘇聯(lián)PEnebnh提出的，其結(jié)構(gòu)見圖8-11。其特點(diǎn)是在加熱室的上部加一段2.7～5m高的直管作為沸騰室。由于沸騰室內(nèi)液柱靜壓力的作用，加熱管內(nèi)的溶液只升溫不沸騰，升溫后的溶液上升至沸騰室時(shí)，壓力降低，沸騰氣化。這樣，就將溶液的沸騰氣化由加熱室轉(zhuǎn)移到?jīng)]有傳熱面的沸騰室，沸騰室內(nèi)裝有隔板以防止汽泡增大，并可達(dá)到較大的流速。列文式蒸發(fā)器可避免在加熱管中析出晶體，可用于有晶體析出的溶液的蒸發(fā)。

圖8-11列文蒸發(fā)器加熱室循環(huán)管蒸發(fā)室第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

6.結(jié)晶式蒸發(fā)器結(jié)晶式蒸發(fā)器也稱改進(jìn)的列文式蒸發(fā)器，結(jié)構(gòu)如圖8-12。它除保持了原列文式蒸發(fā)器的一些特點(diǎn)外，還在循環(huán)管與加熱室之間增加了一個(gè)有利于結(jié)晶析出及分離的結(jié)晶罐，從而減少固體鹽垢對加熱室的傳熱影響，延長了洗罐周期。目前我國氯堿廠較普遍采用列文式及其改進(jìn)型蒸發(fā)器。7.強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)器上述各種蒸發(fā)器均為自然循環(huán)型蒸發(fā)器，即靠加熱管與循環(huán)管內(nèi)溶液的密度差引起溶液的循環(huán)，這種循環(huán)速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結(jié)垢及有大量結(jié)晶析出的溶液。對于這類溶液的蒸發(fā)，可采用強(qiáng)制循環(huán)型蒸發(fā)器。8.強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)蒸發(fā)器強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)蒸發(fā)器用于避免在加熱面上沸騰的產(chǎn)品而形成結(jié)垢或產(chǎn)生結(jié)晶，為此，管中的流動(dòng)速度必須高。當(dāng)循環(huán)液體流過熱交換器時(shí)被加熱，然后在分離器中壓力降低時(shí)部分蒸發(fā)，從而將液體冷卻至對應(yīng)壓力下的沸點(diǎn)溫度。由于循環(huán)泵的原因，蒸發(fā)器的操作與溫差基本無關(guān)，物料的再循環(huán)速度可以精確調(diào)節(jié)，蒸發(fā)速率設(shè)定在一定的范圍內(nèi)，在結(jié)晶應(yīng)用中，晶體可以通過調(diào)節(jié)循環(huán)流動(dòng)速度和采用特殊的分離器設(shè)計(jì)從循環(huán)晶體泥漿中分離出來。第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

圖8-13強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)器1-液沫捕集器2-分離器3-循環(huán)管4-循環(huán)泵5-加熱管6-旋流板圖8-14強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)蒸發(fā)器1-分布器2-加熱室3-上升通道4-軸流泵5-下降通道圖8-12結(jié)晶式蒸發(fā)器1-循環(huán)管；2-蒸發(fā)室；3-加熱器；4-結(jié)晶罐二次蒸汽洗滌水二次蒸汽加熱蒸汽冷凝水料液出口料液第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

圖8-13強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)器圖8-14強(qiáng)制內(nèi)循環(huán)蒸發(fā)器圖

9．升膜式蒸發(fā)器（1）基本結(jié)構(gòu)升膜式蒸發(fā)器主要由蒸發(fā)室（或稱分離器）、加熱器及循環(huán)管道、止逆閥、水力噴射器、水箱、離心出料泵、水泵及操作臺等所組成。它是自然循環(huán)蒸發(fā)器的一種，結(jié)構(gòu)如圖8-15所示。（2）工作原理升膜式蒸發(fā)器又稱爬升膜蒸發(fā)器，它依據(jù)虹吸泵原理操作，根據(jù)在沸騰過程中產(chǎn)生的蒸汽氣泡的升力，液體和蒸汽并流向上流動(dòng)，同時(shí)，產(chǎn)生的蒸汽量增加，從而在管壁上產(chǎn)生流動(dòng)的膜，即液體向上“爬”。并流向上運(yùn)動(dòng)有助于在液體中產(chǎn)生高度的湍流。料液由加熱管底部進(jìn)入，加熱蒸汽在管外將熱量傳給管內(nèi)料液。優(yōu)點(diǎn)：①占地面積小，空間高度低，結(jié)構(gòu)緊湊，造價(jià)低，投資少；②常為連續(xù)操作，亦可間歇操作；③清洗方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低，并可用清洗液循環(huán)清洗；④物料循環(huán)較好，正常操作時(shí)不易結(jié)焦。缺點(diǎn)：①不適宜于高粘度物料的濃縮，如甜煉乳的濃縮；也不適宜于終點(diǎn)濃度要求嚴(yán)格的物料濃縮，如淡煉乳的濃縮；②操作要求較高，應(yīng)嚴(yán)格控制料位，出料系統(tǒng)及加熱器底部密封要求高，操作中不宜隨意停車，否則易結(jié)焦；③在連續(xù)出料操作中，會有少量料液長期在蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

圖8-15升膜式蒸發(fā)器圖8-16降膜式蒸發(fā)器第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

10.降膜式蒸發(fā)器（1）基本結(jié)構(gòu)它的結(jié)構(gòu)與升膜式蒸發(fā)器大致相同，如圖8-16。降膜蒸發(fā)器由布液裝置、蒸發(fā)器體、分離器、預(yù)熱器、閃蒸罐、熱壓泵以及真空形成裝置與冷凝器組成。①布液裝置其作用是將料液均勻分配于各管并呈膜狀下降,常見三種類型溝槽型分布器、擴(kuò)尾型分布器和齒縫型分布器見圖8-17。②蒸發(fā)器體它在結(jié)構(gòu)上如同普通立式列管換熱器，唯管子長度較長，目前國外最長可達(dá)18m。為提高降膜蒸發(fā)器管內(nèi)物料的周邊流量，除對物料進(jìn)行外循環(huán)外，常把蒸發(fā)器體分隔成兩部分或更多。（2）工作原理如圖8-16中，在降膜蒸發(fā)器中，液體和蒸汽向下并流流動(dòng)，需濃縮的液體預(yù)熱至沸騰溫度，均勻的液膜通過蒸發(fā)器頂上的液體分布裝置進(jìn)入加熱管，在沸騰溫度下向下流動(dòng)并部分蒸發(fā)，往下運(yùn)動(dòng)引入的重力因并流的蒸汽流不斷加強(qiáng)。降膜蒸發(fā)器適用于牛奶、豆?jié){、果汁、海產(chǎn)品等熱敏性液體食品的真空濃縮，也適用于醫(yī)藥、中藥浸提液、日用化工等工業(yè)部門作為蒸發(fā)液體物料之用。降膜蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn):①物料一次通過，受熱時(shí)間短，可防止熱分解，如乳液蒸發(fā)提高奶粉復(fù)原性，宜于熱敏性物料；②連續(xù)操作，設(shè)備有效時(shí)間利用率高；③蒸發(fā)與預(yù)熱都在小溫差下進(jìn)行，因而不易結(jié)焦，易于清洗，也宜于二次蒸汽再壓縮和多效流程操作；④由于可多效操作及二次蒸汽再壓縮等原因，熱能消耗少；⑤冷卻水消耗量少；⑥傳熱系數(shù)高，傳熱性能好；⑦無液柱靜壓強(qiáng)引起的溫差損失，固形物引起的沸點(diǎn)升高??；⑧可用于固形物含量與粘度較高的物料；⑨可進(jìn)行就地清洗；⑩易于調(diào)節(jié)、控制，操作穩(wěn)定可靠、方便，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。缺點(diǎn)：①設(shè)備較高，要求高層廠房；②要求工作蒸汽壓力較高且穩(wěn)定；③設(shè)備投資較高。由于降膜蒸發(fā)器的眾多優(yōu)點(diǎn)，已在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

10.降膜式蒸發(fā)器第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

11.旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器是國內(nèi)近年開發(fā)的一種高效蒸發(fā)裝置，如圖8-18所示。通常在真空下操作，蒸發(fā)效率高，能力大，其蒸發(fā)強(qiáng)度可達(dá)150～300kg／(m2·h)。該型式蒸發(fā)器國內(nèi)已有系列產(chǎn)品。與常規(guī)的蒸發(fā)器相比，它具有以下特點(diǎn)：①傳熱系數(shù)大(最大可達(dá)2500W／(m2·K)，蒸發(fā)強(qiáng)度高〔150～200kg水／(m2·h)〕；②物料在蒸發(fā)器內(nèi)停留時(shí)間短(數(shù)秒至十多秒)，不結(jié)焦、無污垢；③適用的粘度范圍廣(最高粘度可達(dá)10Pa·s左右)；④可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，操作彈性大，濃度調(diào)節(jié)范圍廣并且無須洗罐；⑤可在較低溫度條件下蒸發(fā)(工作溫度為78℃)，解決或減緩了濃堿對設(shè)備的腐蝕問題，可選用普通的奧氏體不銹鋼制作，降低了設(shè)備的投資費(fèi)用；⑥可使用二次蒸汽或余熱(使用蒸汽壓力0.1～0.2MPa)從而降低了能耗。由于旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器具有上述的特點(diǎn)，該設(shè)備有可能成為蒸發(fā)設(shè)備新的替代產(chǎn)品。第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

12.刮板式薄膜蒸發(fā)器刮板式薄膜蒸發(fā)器有固定刮板式和活動(dòng)刮板式兩種。按其安裝形式又有立式和臥式之分；而立式又分降膜式和升膜式兩種。（1）基本結(jié)構(gòu)見圖8-19所示。（2）工作原理：料液由進(jìn)料口沿切線方向進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)，或經(jīng)器內(nèi)固定在旋轉(zhuǎn)軸上的料液分配盤，將料液均布內(nèi)壁四周。由于重力和刮板離心力的作用，料液在內(nèi)壁形成螺旋下降或上升的薄膜（立式），或螺旋向前推進(jìn)的薄膜（臥式）。二次蒸汽經(jīng)頂部（立式）或濃縮液口端的汽液分離器后至冷凝器中冷凝排出。由于料液在濃縮時(shí)成液膜狀態(tài)，而且不斷更新，故總傳熱系數(shù)較高，適用于低粘度的果汁、蜂蜜、牛乳或含有懸浮顆粒的料液的濃縮。在濃縮中液層很薄，溶液沸點(diǎn)升高可忽略，料液在加熱區(qū)域停留時(shí)間隨蒸發(fā)器的高（長）度、刮板的導(dǎo)向角及轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速等因素而變化，一般在2～45s左右。固定式刮板主要用于不刮壁蒸發(fā)；而活動(dòng)式刮板則應(yīng)用于刮壁蒸發(fā)，因刮板與筒內(nèi)壁接觸，因此這種刮板又稱為掃葉片或拭壁刮板。操作要點(diǎn)：筒體的加熱室為夾套，務(wù)求蒸汽在夾套內(nèi)流動(dòng)均勻，防止局部過熱和短路。轉(zhuǎn)軸由電機(jī)及變速調(diào)節(jié)器控制。軸應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，且多采用空心軸。轉(zhuǎn)軸兩端裝有良好的機(jī)械密封，一般采用不透性石墨與不銹鋼的端面軸封。優(yōu)點(diǎn)：①料液在濃縮時(shí)成膜狀，且不斷更新，總傳熱系數(shù)較大，K＝1163～3489W/m2·k。②料液在加熱區(qū)域停留時(shí)間短，2～45s（時(shí)間隨罐的高度，刮板的導(dǎo)向角，轉(zhuǎn)速等而變化）。③可處理粘度大的物料（適于易結(jié)晶，結(jié)垢，高粘度，熱敏性物料）④可在傳熱溫差很小情況下操作，消除結(jié)垢現(xiàn)象。缺點(diǎn)：①設(shè)備成本高，不易清洗，只用于單效蒸發(fā)，耗汽量大。②動(dòng)力消耗較大；一般傳熱面積在1.5～3kw／m2時(shí)，能耗隨料液粘度增大而增加；由于加熱室直徑較小，清洗不大方便。

第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

12.刮板式薄膜蒸發(fā)器第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)

圖8-19刮板式薄膜蒸發(fā)器圖8-18旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器1-濃堿出口；2-轉(zhuǎn)子下軸承；3-加熱夾套；4-轉(zhuǎn)子；5-加熱蒸汽；6-堿液入口；7-分離器；8-轉(zhuǎn)子上軸承；9-轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)；10-二次蒸汽出口；11-冷凝水出口第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

圖8-19刮板式薄膜蒸發(fā)器圖8-18旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器第二

二、蒸發(fā)附屬裝置蒸發(fā)裝置的附屬設(shè)備和機(jī)械主要有除塵器、冷凝器和真空泵。1、除沫器（汽液分離器）圖8-20不同類型的汽液分離器(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

2、冷凝器（1）間接式冷凝器二次蒸汽與冷卻水間接傳熱，有列管式、板式、螺旋板式和淋水管式。特點(diǎn)：冷凝液可回收利用，但傳熱效率低，故用作冷凝的較少。圖8-21冷凝器（2）直接式冷凝器（混合式）分為逆流式和噴射式，二次蒸汽與冷卻水直接接觸而冷凝。圖8-21冷凝器第二節(jié)蒸發(fā)設(shè)備

2、冷凝器圖8-21冷凝器第二節(jié)

第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備操作條件的選擇及優(yōu)化一、蒸發(fā)設(shè)備的選用原則蒸發(fā)設(shè)備的選型主要考慮被蒸發(fā)溶液的性質(zhì)，如粘度、發(fā)泡性、腐蝕性、熱敏性和是否容易結(jié)晶或析出結(jié)晶等因素。蒸發(fā)熱敏性物料時(shí)，應(yīng)選用膜式蒸發(fā)器，以防止物料分解；蒸發(fā)粘度大的溶液，為保證物料流速應(yīng)選用強(qiáng)制循環(huán)回轉(zhuǎn)薄膜式或降膜式蒸發(fā)器；蒸發(fā)易結(jié)垢或析出結(jié)晶的物料，可采用標(biāo)準(zhǔn)式或懸筐式蒸發(fā)器或管外沸騰式和強(qiáng)制循環(huán)型蒸發(fā)器；蒸發(fā)發(fā)泡性溶液時(shí)，應(yīng)選用強(qiáng)制循環(huán)型和長管薄膜式蒸發(fā)器；蒸發(fā)腐蝕性物料時(shí)應(yīng)考慮設(shè)備用材；如蒸發(fā)廢酸等物料應(yīng)選用浸沒燃燒蒸發(fā)器；處理量小的或采用間歇操作時(shí)，可選用夾套或鍋爐蒸發(fā)器，以便制造、操作和節(jié)約投資。1.熱敏性2.結(jié)垢性3.發(fā)泡性4.結(jié)晶性5.粘滯性6.腐蝕性

二、蒸發(fā)設(shè)備的設(shè)計(jì)原則以上是根據(jù)溶液的特性作為選擇、設(shè)計(jì)蒸發(fā)濃縮設(shè)備的依據(jù)，選擇時(shí)要全面衡量，還應(yīng)滿足如下幾點(diǎn)要求：①滿足工藝要求，如溶液的濃縮比，濃縮后的收得率，保持溶液的特性。②傳熱效果好，傳熱系數(shù)高，熱利用率高。③結(jié)構(gòu)合理緊湊，操作清洗方便，安全可靠。④動(dòng)力消耗要小，如攪拌動(dòng)力或真空動(dòng)力消耗等。⑤易于加工制造，維修方便，既要節(jié)省材料、耐腐蝕，又要保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

第三節(jié)蒸發(fā)設(shè)備操作條件的選擇及優(yōu)化

一、蒸發(fā)器的操作要點(diǎn)工廠的蒸發(fā)操作，多年來基本采用低液面五定操作。由于低液面料液柱靜壓較低，沸點(diǎn)升高較小，有效溫度差大，料液循環(huán)良好、傳熱效率高，從而提高蒸發(fā)效能。

1．定汽壓所謂定汽壓是指第一效加熱蒸汽壓力保持穩(wěn)定。當(dāng)進(jìn)罐的稀汁性能參數(shù)基本穩(wěn)定及要求的料液濃度度決定之后，加熱蒸汽壓力應(yīng)維持恒定。

2．定各效壓力根據(jù)蒸發(fā)系統(tǒng)熱力方案的條件，掌握各效的正常壓力差。

3．定液面進(jìn)罐的稀汁量和濃度及各效罐的濃度波動(dòng)不應(yīng)過大。一般掌握料液面在加熱管1／3處，而沸騰時(shí)要保持沸騰液面蓋過管板而不使加熱管裸露。

一、蒸發(fā)器的操作要點(diǎn)工廠的蒸發(fā)操作，多年來基本采用低液面五

一、蒸發(fā)器的操作要點(diǎn)4．定閥門在操作正常的情況下應(yīng)保持進(jìn)汽閥、進(jìn)汁閥、抽汁汽閥、凝結(jié)水閥、不凝結(jié)氣體排出閥、安全閥及過罐閥等不經(jīng)常變動(dòng)，須調(diào)整時(shí)也應(yīng)緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)開閉。

5．定抽汁汽根據(jù)熱力計(jì)算和實(shí)際情況，應(yīng)保持各效汁汽量穩(wěn)定抽出，否則將影響蒸發(fā)系統(tǒng)的正常操作。

一、蒸發(fā)器的操作要點(diǎn)4．定閥門在操作正常的情況下應(yīng)保持

二、蒸發(fā)器管理常識

(一)蒸發(fā)系統(tǒng)的正常管理

1．穩(wěn)定均衡生產(chǎn)操作管理全廠均衡生產(chǎn)直接關(guān)系到蒸發(fā)的操作管理。此外其他用氣設(shè)備、加熱器等穩(wěn)定的抽用汁汽量等都會給蒸發(fā)的五定操作帶來影響。因此全廠各工序應(yīng)協(xié)調(diào)好，以保證五定操作順利進(jìn)行，才能做到節(jié)省加熱蒸汽消耗量。

2．全面抽取汁汽的管理全面抽取汁汽是根據(jù)蒸發(fā)方案設(shè)計(jì)為依據(jù)，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，合理調(diào)整熱力系統(tǒng)，以便達(dá)到均衡抽取汁汽的目的。3．凝結(jié)水系統(tǒng)的管理凝結(jié)水系統(tǒng)管理包括：(1)不含物料的凝結(jié)水送回鍋爐作為鍋爐給水，這就要求檢查其是否含有物料；(2)利用凝結(jié)水作為熱源去加熱其它物料；(3)利用凝結(jié)水自然蒸發(fā)補(bǔ)充低壓蒸汽量的不足；(4)蒸發(fā)設(shè)備凝結(jié)水必須排出完全，否則將影響蒸發(fā)傳熱。4．保持加熱面清潔的管理加熱管生成積垢會影響傳熱，無積垢生成是不可能的。根據(jù)查定或?qū)嶋H觀察確定蒸發(fā)罐煮洗清除積垢操作。一般先煮堿，然后用清水煮洗2～3次，再進(jìn)行酸洗后再用清水沖洗2～3次，最后用人工通刷?，F(xiàn)已采用化學(xué)防、除垢劑和高壓水除垢的辦法。第四節(jié)蒸發(fā)設(shè)備操作與管理

(二)蒸發(fā)的設(shè)備管理

1．蒸發(fā)器的安裝與水壓試驗(yàn)蒸發(fā)器安裝好壞與水壓試驗(yàn)是否附合要求，對蒸發(fā)操作有直接影響。蒸發(fā)器的安裝應(yīng)先進(jìn)行預(yù)安裝，然后進(jìn)行正式安裝。預(yù)安裝的目的是檢查加熱室、蒸發(fā)室及各處法蘭是否符合設(shè)計(jì)要求，出現(xiàn)加工不合理的地方采取補(bǔ)救措施。當(dāng)預(yù)安裝無誤時(shí)再進(jìn)行正式安裝和水壓試驗(yàn)。

2．蒸發(fā)系統(tǒng)閥門的管理蒸發(fā)系統(tǒng)是受壓容器，它包括各效蒸發(fā)器、抽汁汽系統(tǒng)、凝結(jié)水排出系統(tǒng)、泵系統(tǒng)，甚至包括蒸汽冷凝系統(tǒng)。因此整個(gè)系統(tǒng)的閥門、管路等必須嚴(yán)密不泄漏，閥門必須靈活好用。特別在穩(wěn)定操作的情況下，非操作人員不得隨便觸動(dòng)閥門。

3．保溫管理蒸發(fā)設(shè)備及其所屬的熱力系統(tǒng)必須嚴(yán)格按保溫操作規(guī)定保溫，以防止熱量的損失。第四節(jié)蒸發(fā)設(shè)備操作與管理

(二)蒸發(fā)的設(shè)備管理第四節(jié)蒸發(fā)設(shè)備操作與管理

三、不正?，F(xiàn)象及處理

1．各效壓力不穩(wěn)定產(chǎn)生各效壓力不穩(wěn)定的原因很多，大致有：供汽壓力不穩(wěn)定；汁汽抽出量不均衡；加熱管嚴(yán)重積垢；凝結(jié)水或不凝結(jié)氣體排出不良等。由操作人員和工藝及設(shè)備管理人員判斷其原因后處理。

2．料液濃度過低濃度過低意味著蒸發(fā)工序沒有完成濃縮的基本任務(wù)，其原因有：進(jìn)料濃度低或來量過大，汁汽抽出不正常；首效供汽不足或末效真空不足，不能保證各效及總有效溫度差；凝結(jié)水或不凝結(jié)氣體排出不良；加熱管嚴(yán)重積垢，蒸發(fā)效率低；加熱管泄漏和液位過高等。操作人員應(yīng)采用查定等手段判斷其產(chǎn)生的原因，并視情況處理。3．出料濃度過高濃度過高，比如接近飽和狀態(tài)，將是很危險(xiǎn)的，很可能在物料輸送或在儲罐中析出結(jié)晶而堵塞管路造成停產(chǎn)事故。其原因?yàn)椋哼M(jìn)罐稀汁量少，液位過低；首效蒸汽過高等。此時(shí)除調(diào)整出料濃度符合標(biāo)準(zhǔn)外，應(yīng)檢查與來料相關(guān)工段的工作狀況，視情況處理。

4.積垢生成快積垢生成快意味著蒸發(fā)強(qiáng)度迅速降低，增加洗罐周期次數(shù)，縮短有效作業(yè)時(shí)間。其原因?yàn)橥ǔＪ乔捌谇鍍艉瓦^濾管理不正常；蒸發(fā)罐操作不正常，如液位過低循環(huán)不良等。應(yīng)加強(qiáng)清凈和蒸發(fā)操作管理。

6．加熱室噪聲加熱室喀喀作響將引起蒸發(fā)設(shè)備振動(dòng)，有造成設(shè)備泄漏和其它不可預(yù)測的事故，應(yīng)引起操作人員的重視。其原因?yàn)椋耗Y(jié)水排出不良；料液進(jìn)罐溫度過低等，視情況處理。

7．閥門和接管等泄漏或失控蒸發(fā)設(shè)備閥門較多，一旦泄漏或失控將給蒸發(fā)器操作帶來嚴(yán)重后果。如發(fā)現(xiàn)泄漏或失控應(yīng)及時(shí)修理。

第四節(jié)蒸發(fā)設(shè)備操作與管理

三、不正常現(xiàn)象及處理第四節(jié)蒸發(fā)設(shè)備操作與管理

第五節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的安全運(yùn)行一、高溫蒸汽運(yùn)行高溫液料泄漏產(chǎn)生的原因有以下幾種：(1)設(shè)備和管道中焊縫、法蘭、密封填料處、膨脹節(jié)等薄弱環(huán)節(jié)處，尤其在蒸發(fā)工段開、停車時(shí)受熱脹冷縮的應(yīng)力影響，造成拉裂、開口、發(fā)生料液或蒸汽外泄。(2)管道內(nèi)有存水未放清，冬天氣溫低，結(jié)冰將管道脹裂。在開車時(shí)蒸汽把冰熔化后。蒸汽大量噴出，造成燙傷事故。(3)設(shè)備管道等受到腐蝕，壁厚減薄，強(qiáng)度降低，尤其在開停車時(shí)受壓力沖擊，造成熱濃料液從腐蝕處噴出造成灼傷事故。預(yù)防措施(1)蒸發(fā)設(shè)備及管道在設(shè)計(jì)、制造、安裝及檢修均需按有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，嚴(yán)格把關(guān)不得臨時(shí)湊合。設(shè)備交付使用前行專職人員驗(yàn)收。開車前的試漏工作要嚴(yán)格把關(guān)。(2)要充分考慮到蒸發(fā)器熱脹冷縮的溫度補(bǔ)償，合理配管及膨脹節(jié)的設(shè)置．對薄弱環(huán)節(jié)采取補(bǔ)焊加強(qiáng)等安全預(yù)防措施。(3)對長期使用的蒸發(fā)設(shè)備，每年要進(jìn)行定期檢測壁厚及腐蝕情況。對腐蝕情況要進(jìn)行測評。有的可降級使用，嚴(yán)重的判廢．(4)當(dāng)發(fā)生高溫液堿或蒸汽嚴(yán)重外泄時(shí)，應(yīng)立即停車檢修。操作工和檢修工要穿戴好必需的勞動(dòng)防護(hù)用品，工作中盡心盡責(zé)，嚴(yán)守勞動(dòng)紀(jì)律，按時(shí)進(jìn)行巡回檢查。(5)當(dāng)人的眼睛或皮膚濺上燒堿液后，須立即就近用大量清水或稀硼酸水徹底清洗，再去醫(yī)務(wù)部門或醫(yī)院進(jìn)行進(jìn)一步治療。

第五節(jié)蒸發(fā)設(shè)備的安全運(yùn)行一、高溫蒸汽運(yùn)行

二、管