降膜式蒸發器降膜式蒸發器和升膜式蒸發器的區別在于,料液是從蒸發器的頂部加入,在重力作用下沿管壁成膜狀下降,并在此過程中蒸發增濃,在其底部得到濃縮液。由于成膜機理不同于升膜式蒸發器,故降膜式蒸發器可以蒸發濃度較高、粘度較大(例如在0.05~0.45Ns/m2范圍內)、熱敏性的物料。但因液膜在管內分布不易均勻,傳熱系數比升膜式蒸發器的較小,仍不適用易結晶或易結垢的物料。
由于溶液在單程型蒸發器中呈膜狀流動,因而對流傳熱系數大為提高,使得溶液能在加熱室中不再循環就達到要求的濃度,因此比循環型蒸發器具有更大的優點。溶液不循環帶來好處有:(1)溶液在蒸發器中的停留時間很短,因而特別適用于熱敏性物料的蒸發;(2)整個溶液的濃度,不象循環型那樣總是接近于完成液的濃度,因而這種蒸發器的有效溫差較大。其主要缺點是:對進料負荷的波動相當敏感,當設計或操作不適當時不易成膜,此時,對流傳熱系數將明顯下降。
刮板式蒸發器蒸發器外殼內帶有加熱蒸汽夾套,其內裝有可旋轉的葉片即刮板。刮板有固定式和轉子式兩種,前者與殼體內壁的間隙為0.5~1.5mm,后者與器壁的間隙隨轉子的轉數而變。料液由蒸發器上部沿切線方向加入(亦有加至與刮板同軸的甩料盤上的)。由于重力、離心力和旋轉刮板刮帶作用,溶液在器內壁形成下旋的薄膜,并在此過程中被蒸發濃縮,完成液在底部排出。這種蒸發器是一種利用外加動力成膜的單程型蒸發器,其突出優點是對物料的適應性很強,且停留時間短,一般為數秒或幾十秒,故可適應于高粘度(如栲膠、蜂蜜等)和易結晶、結垢、熱敏性的物料。但其結構復雜,動力消耗大,每平方米傳熱面約需1.5~3kW。此外,其處理量很小且制造安裝要求高。
應用:可用于工業廢水處理、城市污水處理等。
優缺點:其結構簡單,容易操作,一不足的是電耗相對較高。這種蒸發器利用外加動力促使料液循化,工業中一般用軸流泵提供動力。在同樣條件下,提高蒸發器內液體的循環速度,則單位時間內通過加熱管的溶液越多,溶液溫度越低,越有利于熱敏性物質的蒸發,且還有利于傳熱系數的提高。同時,由于降低了單程氣化率,溶液在加熱管壁面附近的局部濃度增高現象得到了控制,減緩了加熱管上的結構現象。
但是強制循環蒸發器在蒸發過程中,隨著溶液濃度的逐漸增大,在動設備(如循環泵)處易發生結晶結構等現象,并且設備運行時動力消耗大,通常為0.4~0.8kW(每1m?傳熱面積)。因此,加熱面積越大,所需循環泵的動力越大,其維修和操作費用也越大。
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