蒸发是浓缩溶液的单元操作,通常溶剂可挥发,而大多数溶质的蒸气压趋近于零,不能挥发。溶液在沸腾条件下,用汽化的办法,排除部分溶剂,使其浓缩的过程,叫做蒸发。在大部分情况下蒸发器用水蒸气作为加热介质(通常称之为加热蒸汽、一次蒸汽或新鲜蒸汽),通过金属壁间接传热给溶液,溶液受热后,溶剂沸腾汽化,产生的蒸汽(大多数情况下也是水蒸气)叫做二次蒸汽。
立式降膜蒸发器和降膜式再沸器如下图(a)和图(b)所示。料液从顶部进入料液分布器。料液分布器把料液均匀地分布到每根加热管中,并使其呈膜状沿管内壁往下流动,液膜受到从管壁传人的热量而蒸发汽化。当传热温差不大时,汽化发生在强烈扰动着的膜的内表面,而不是在加热管与液膜的界面(即加热管内表面),因此不易结垢。产生的蒸汽通常是与液膜并流往下。由于汽化表面很大,蒸汽中的液沫夹带量较少,料液在管内壁呈膜状流动,不充满管子的整个截面,所以通过的料液量可以很少。
降膜式蒸发器属于薄膜蒸发器的一种类型,其物料沿加热管壁呈膜状流动而进行换热和蒸发。降膜式蒸发器的料液从蒸发器的顶部加入,在重力作用下沿管壁成膜状下降,并在此过程中蒸发。因为具有传热效率高、结构紧凑、制冷剂充注量小等优势,降膜式蒸发器在医、食品、化工等行业已得到广泛应用,并且在冷水机组领域也具有很大的应用前景。在冷水机组领域,主要采用水平管降膜式蒸发器,其应用历史还很短,行业内对其研究也比较少。水平管降膜式蒸发器中布液器的设计是的难点,导致在实际应用中常常出现蒸发管局部干涸现象,行业中普遍的处理方法是采用混合降膜式蒸发器,这样不能充分发挥出降膜式蒸发器的优点。
工作原理:
料液从蒸发器底部,通过循环泵送至蒸发器顶部,经过分配器在换热管表面形成均匀布膜,依靠重力和二次蒸汽的拉膜作用,向下流动,完成蒸发过程。
蒸发器在工业中的应用
1、浓缩稀溶液直接制取产品或者将浓溶液进行再处理,如:采用冷却结晶方式,制取固体产品。如:电解烧碱液的浓缩,食糖水溶液的浓缩及各种果汁的浓缩等。
2、同时浓缩溶液和回收溶剂,例如,有机磷农苯溶液的浓缩脱苯,中生产中的酒精浸出液的蒸发等。
3、为了获得纯净的溶剂,例如海水淡化等。
总之,在化学工业、食品工业、制等工业中,蒸发操作被广泛应用。
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