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江西景德鎮降膜式表冷器降膜式表冷器和升膜式表冷器的區別在于,料液是從表冷器的頂部加入,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表冷器,故降膜式表冷器可以蒸發濃度較高、江西景德鎮同城粘度較大(例如在0.05~0.45Ns/m2范圍內)、江西景德鎮同城熱敏性的物料。但因液膜在管內分布不易均勻,傳熱系數比升膜式表冷器的較小,仍不適用易結晶或易結垢的物料。由于溶液在單程型表冷器中呈膜狀流動,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,因此比循環型表冷器具有更大的優點。溶液不循環帶來好處有:(1)溶液在表冷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,因而這種表冷器的有效溫差較大。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。
江西景德鎮單程型表冷器這一大類表冷器的主要特點是:溶液在表冷器中只通過加熱室一次,不作循環流動即成為濃縮液排出。溶液通過加熱室時,在管壁上呈膜狀流動,故習慣上又稱為液膜式表冷器。根據物料在表冷器中流向的不同,單程型表冷器又分以下幾種。1.升膜式表冷器其加熱室由許多豎直長管組成。常用的加熱管直徑為25~50mm,管長和管徑之比約為100~150。料液經預熱后由表冷器底部引入,在加熱管內受熱沸騰并迅速汽化,生成的蒸汽在加熱管內高速上升,一般常壓下操作時適宜的出口汽速為20~50m/s,減壓下操作時汽速可達100至160m/s或更大些。溶液則被上升的蒸汽所帶動,沿管壁成膜狀上升并繼續蒸發,汽、江西景德鎮當地液混合物在分離器2內分離,完成液由分離器底部排出,二次蒸汽則在頂部導出。須注意的是,如果從料液中蒸發的水量不多,就難以達到上述要求的汽速,即升膜式表冷器不適用于較濃溶液的蒸發;它對粘度很大,易結晶或易結垢的物料也不適用。
江西景德鎮列文式表冷器上述的自然循環表冷器,其循環速度不夠大,一般均在1.5m/s以下。為使表冷器更適用于蒸發粘度較大、江西景德鎮本地易結晶或結垢嚴重的溶液,并提高溶液循環速度以延長操作周期和減少清洗次數。其結構特點是在加熱室上增設沸騰室。加熱室中的溶液因受到沸騰室液柱附加的靜壓力的作用而并不在加熱管內沸騰,直到上升至沸騰室內當其所受壓力降低后才能開始沸騰,因而溶液的沸騰汽化由加熱室移到了沒有傳熱面的沸騰室,從而避免了結晶或污垢在加熱管內的形成。另外,這種表冷器的循環管的截面積約為加熱管的總截面積的2~3倍,溶液循環速度可達2.5至3 m/s以上,故總傳熱系數亦較大。這種表冷器的主要缺點是液柱靜壓頭效應引起的溫度差損失(意義詳見6.3.1)較大,為了保持一定的有效溫度差要求加熱蒸汽有較高的壓力。此外,設備龐大,消耗的材料多,需要高大的廠房等。 除了上述自然循環表冷器外,在蒸發粘度大、江西景德鎮本地易結晶和結垢的物料時,還采用強制循環表冷器。在這種表冷器中,溶液的循環主要依靠外加的動力,用泵迫使它沿一定方向流動而產生循環。循環速度的大小可通過泵的流量調節來控制,一般在2.5m/s以上。強制循環表冷器的傳熱系數也比一般自然循環的大。但它的明顯缺點是能量消耗大,每平方米加熱面積約需0.4~0.8kW。