升膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)原理

        從這篇文章起，我們會介紹我在第一篇文章中提到的單程型蒸發(fā)器，回顧一下，單程型蒸發(fā)器有升膜式、降膜式、攪拌薄膜式和離心薄膜式等。在接下來的三四篇文章中，我們會對著幾種蒸發(fā)器一一介紹。首先我們從升膜式開始說起。

A:物料進口B:冷凝水出口C:蒸汽進口D:濃縮液出口E:二次蒸汽出口

        升膜式蒸發(fā)器又稱爬升膜蒸發(fā)器，它的加熱室由單根或多根垂直管組合而成，加熱管長徑比一般為100~150，管徑一般在25~50mm之間。原料液必須經(jīng)預(yù)熱達到沸點或接近沸點后，通過加熱室的底部引入管內(nèi)，然后被高速上升的二次蒸汽（不應(yīng)小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓下可高達100~160m/s或更高）帶動，沿這壁面的邊，呈膜狀流動，在上升過程中邊流動邊進行蒸發(fā)，在加熱室頂部達到所需濃度，然后完成液從分離器底部排出。它的原理就是虹吸泵的原理，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，同時，產(chǎn)生的蒸汽量增加，從而，在管壁上產(chǎn)生流動的膜，即液體向上“爬”。并流向上運動有助于在液體中產(chǎn)生高度的湍流。若將常溫下的液體直接引入加熱室，則在加熱室底部必有一部分受熱面用來加熱溶液使其達到沸點后才能汽化，溶液在這部分壁面上不能呈膜狀流動，而在各種流動狀態(tài)中，又以膜狀流動效果最好，故溶液應(yīng)預(yù)熱到沸點或接近沸點后再引入蒸發(fā)器。

        需要注意的是，進入升膜式蒸發(fā)器中料液的溫度必須大于或等于蒸發(fā)溫度，否則料液在蒸發(fā)器底部必有一部分受熱商用來加熱料液使其達到沸點后才能汽化蒸發(fā)，不僅如此，低溫的物料進入蒸發(fā)器不能馬上形成液膜，而且在泵及真空的作用下會以液柱的形式上升，從而降低了蒸發(fā)效率。因此，低于沸點溫度的料液要經(jīng)過預(yù)加熱到沸點或沸點以上溫度方可進入蒸發(fā)器，這樣蒸發(fā)參數(shù)才會很快達到要求并穩(wěn)定。

        這種蒸發(fā)器，溶液只需一次通過加熱管即可達到所要求的濃度，所以這種蒸發(fā)器適用于濃縮程度不高的稀溶液及熱敏性物料，不適用于高粘度、有晶體析出和易結(jié)垢的溶液。

        因為這種蒸發(fā)器屬于單程型蒸發(fā)器，所以當蒸發(fā)參數(shù)穩(wěn)定后，料液在蒸發(fā)器中是不會進行循環(huán)，也就是說一次進料一次出料即能達到設(shè)計蒸發(fā)要求。所以，這種蒸發(fā)器的優(yōu)缺點就顯而易見：

        優(yōu)點：溶液停留時間短，故特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)；溫度差損失較小，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大。

        缺點：設(shè)計或操作不當時不易成膜，熱流量將明顯下降；不適用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)。