近(jìn)年來,隨著我國經濟社會的快速發展(zhǎn),能源形勢和環境問題日益嚴峻(jun4),蒸發器(qì)自進入國內市場後,需求量大幅上漲。
當前國內(nèi)蒸發器市場供不應求,蒸發器的種(zhǒng)類不斷完善,品類也(yě)不斷增加,僅蒸發濃縮高鹽廢水的蒸發(fā)器就有各種不同的蒸發器可供選(xuǎn)擇。今(jīn)天小編帶大家了解一下蒸發器的分類原理及選用(yòng)原則。
蒸發:利用加熱(rè)的方式將含有不揮發和不易揮發的溶液沸騰汽化,並移出蒸汽,從而使溶液中溶(róng)質的濃度得到提(tí)高的(de)單元操作方法,即為(wéi)蒸發,被蒸發的(de)溶液可以是(shì)水溶液,也可以是其他溶劑的溶液。蒸發操作的目的是(shì)為了獲得濃縮的溶液(yè)、獲得固體溶質、去除雜質等,而達成這一目的的設備即為蒸發器。

蒸發器廣泛應用於化工、輕工、食品(pǐn)、製藥、冶金、高鹽廢(fèi)水處理、海水淡化等工業,或(huò)工業生(shēng)產中。
蒸發器(qì)主要由加熱室及(jí)分離室組成。不同類型的蒸發器的(de)組成係統也有所(suǒ)不同,大概(gài)有預熱器、加熱器(qì)、蒸(zhēng)發器、分離(lí)器、冷凝器、泵、清洗係統、蒸汽洗滌裝置(zhì)、冷凝液處理裝置等(děng)設備。
蒸發器有(yǒu)用直接熱源加熱的,也有用間接熱(rè)源加(jiā)熱的,工業上經常采用簡介蒸汽加(jiā)熱(rè)的蒸發器,按照在加熱室運動的情(qíng)況,可將蒸發器分(fèn)為循(xún)環型(非膜式(shì))和非(fēi)循(xún)環型(xíng)(膜式)兩種。
循(xún)環型蒸發器的特點是溶液在蒸發器中循環流動,因而可以提(tí)高傳熱效果。由於引起溶液循環運動的原因不同,又分為自然循環蒸發(fā)器和強製循環蒸發器。自然(rán)循環蒸發器是由於溶液受熱程度不同,產生(shēng)了密度差而引起循環運(yùn)動(dòng);強製(zhì)循環蒸發器是由於外加機械(泵)迫使溶液沿一定方向流動。

循環(huán)型(非膜式)蒸發器分類:
中央循環管式(標準式)蒸發器:加熱室(shì)由垂直管束組成,管束中央有一根直徑較粗的管子。為促使(shǐ)溶(róng)液(yè)有良好的循環,中央循環管截麵積一般為加熱管總截麵積的(de)40~100%,循環速度:0.4~0.5m/s以下,中央循環管蒸發器具有(yǒu)溶液(yè)循環好、傳熱效率高等優點,同時又由(yóu)於結構緊湊、製造方便、操作可靠,故應用(yòng)十分廣泛,但是由(yóu)於這類蒸發器的加熱室不(bú)易清洗,因此適宜於處理結垢不嚴重(chóng),腐蝕性小的溶液。
懸筐式蒸發器:是由中央循環(huán)管蒸發(fā)器改(gǎi)進而來。加熱蒸汽(qì)由中央蒸(zhēng)汽管(guǎn)進(jìn)入加熱室,加熱室懸掛在(zài)其內,可由頂(dǐng)部取出,便於清洗與更換,環形截(jié)麵截一般為加熱管總截麵積(jī)的100~150%,循環速度:1.0~1.5m/s之間,這類蒸發器改善(shàn)了加熱管內結垢情況,並提高了傳(chuán)熱速率(lǜ),但是由於設備耗材量大、占地麵積大、加熱管內的(de)溶液(yè)滯留量大,因(yīn)此適用於蒸發有晶體(tǐ)析(xī)出的溶液(yè)。
外加熱式蒸發(fā)器:這種蒸發器的加熱(rè)管比較長,其直徑之比為50—100。由於循環(huán)管內的溶液未受蒸汽加熱,其密度較加熱管內的大,因此(cǐ)形(xíng)成(chéng)溶液沿(yán)循環管下(xià)降而沿加熱管上(shàng)升的循環(huán)運動,循環速度可達1.5m/s
上述(shù)幾種蒸發器均為自然循環蒸發器,都是由於加熱室與循環管內溶液(yè)間(jiān)的密度差而產生溶液的自然循(xún)環運動,它們的共同不足之處是溶液的循環速度較低,傳熱效果欠佳,在處理黏度大、易結垢或易結晶的溶液時處理效果偏差。

強製循環蒸發器:這(zhè)類蒸發器是由於外加機械(泵)迫使溶液沿(yán)一定方向流動。比較適宜用於處理黏度大、易結垢或者易結晶的溶液,這類蒸發器的缺點是動力消耗(hào)大(dà)。
上述各種蒸(zhēng)發器的主要缺點是加熱室(shì)內滯料量大,致(zhì)使物料在高溫(wēn)下停留時間長,特別(bié)不適於處理熱敏性物料(liào)。因此常用於膜式蒸發器進行處理。
膜式(shì)蒸發(fā)器:在膜式蒸發器內,溶液隻通過加熱(rè)室(shì)即可濃縮到所需要的濃度,停留時間僅為數秒或者十餘秒,溶液(yè)通(tōng)過加熱室時,在管壁上呈膜狀流動,故習慣上又稱(chēng)為液膜式蒸發器。這類膜式蒸發(fā)器又分為(wéi)升膜(mó)蒸發器、降膜蒸發器及刮板式攪拌薄(báo)膜蒸發器(qì)。
升膜蒸發(fā)器適宜處理蒸發量較大的(de)稀溶液以及熱敏性或(huò)者生泡的溶液。不適宜用較濃溶液的蒸發,它對黏度大、易結晶或(huò)易結垢的物料也不適(shì)用,比較適合用於料液中蒸發水量大的溶液。
降膜蒸發器如果使用有較(jiào)高(gāo)蒸發濃度(dù)或黏度的熱敏性物料,以考慮使用降膜蒸發器,但是降膜蒸發器不太適宜用於易結晶、易(yì)結垢或黏(nián)度高的溶液(yè)處理。
升—降膜蒸發器比較(jiào)適合處(chù)理黏度變化大的溶液,或者廠房高度(dù)有一定(dìng)限製(zhì)的場合,若正安放(fàng)過程中溶液的黏度變化大,推薦采用常壓操作。
近年來,在板式換熱器的基礎(chǔ)上開發出一種高傳熱效率的板式(shì)蒸發器,是將板式加熱器和冷凝器結合在一起的蒸發裝置。加熱室的結(jié)垢以及兩流體在板間的流動情況與板式換熱器(qì)類似。這類板式蒸發器生產能(néng)力大、流動阻力小、易(yì)於調節傳熱表麵(miàn)積、滯料量小,傳熱效率(lǜ)高。常見於食品工業和造紙工業的黑液回收方麵得到(dào)廣泛應用。

通過上述(shù)分析,是否(fǒu)對蒸發器的分類有一個大概的了解?那麽(me)蒸發器的選用原則是(shì)什麽呢?
蒸發器選用要從以(yǐ)下8大方麵進行考慮:
(1)溶液的黏度是蒸發器選型時考(kǎo)慮的首要因素,要根據蒸發過程中溶液黏度(dù)變化的範圍去進行選擇。
(2)溶液的熱穩(wěn)定性、熱敏性,對長(zhǎng)時間受熱易分解,易聚合以(yǐ)及易結(jié)垢的(de)溶液蒸(zhēng)發時,應采用滯料量少、停留時間(jiān)短的蒸發器。
(3)易發泡(pào)的溶液。易(yì)發(fā)泡溶(róng)液在(zài)蒸發時會生成大量層疊且不(bú)易破碎的泡沫,會充滿整個分離室,隨二次蒸汽排出,這(zhè)樣不但損失物料,而且汙染冷凝器。蒸發這類溶液宜采用外熱式蒸發器、強製循環式蒸發器或者(zhě)升膜式蒸發器。
(4)易結垢(gòu)的溶液。蒸發器使用過程中,傳熱表麵總會有汙垢生成。垢(gòu)層的導熱係數小,因此對易結垢的溶液,應考慮選擇便於清洗和溶液循環速(sù)度大(dà)的(de)蒸發器。蒸(zhēng)發過程中是否有可能(néng)有晶體(tǐ)析出或(huò)者結(jié)垢現象出現。例如:在高鹽廢水蒸發過程中,由於有鹽結晶的情(qíng)況,在選擇使用膜式蒸發器時需要慎重選(xuǎn)擇,一(yī)般蒸發器廠家會建議使用強製循環蒸發器。
(5)溶液的處理量。一般要根據溶液的(de)處理量去選(xuǎn)擇蒸發器的操作模式,大多數會選擇多效蒸發操作。
(6)物料的腐蝕性決定(dìng)了蒸發器材質(zhì)的選型,如果物料有腐蝕性,加熱管應采用特殊材質製(zhì)成(chéng)。
(7)蒸發器的(de)傳熱效果選擇,使用板式蒸發器、管(guǎn)式蒸發器。
(8)維(wéi)修、製造及成本等方麵。根據廠(chǎng)家的場地情況,費用情況,選擇結構簡單、造價經濟,便(biàn)於維修(xiū),性能穩定的(de)蒸發器型號。