高效蒸發器的類型

　　一、高效蒸發器的種類

　　高效蒸發器又稱單程蒸發器或非循環蒸發器，即原料液不需要循環，經過單程蒸發器的一次性處理，就能變成完成液。由于蒸發效率的提高，其相比循環蒸發器來說優勢明顯：1、生產能力大；2、體積??；3、能耗低；4、性價高；5、蒸發溫度降低，適合蒸發熱敏物料；6、平均傳熱溫差降低，能夠利用低品位熱源。高效蒸發器有如下種類：

　　1、升膜蒸發器；

　　2、降膜蒸發器；

　　3、刮板蒸發器（薄膜蒸發器）；

　　4、噴霧蒸發器。

　　二、升膜蒸發器的原理及完善

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　　曾經在某廠有個奇怪的現象：有個立式的蒸發器和一個臥式蒸發器，前者的體積只有后者的一半左右，但同樣的情況下立式蒸發器的蒸發效果卻比臥式蒸發器明顯好。升膜蒸發器正好是立式蒸發器。

　　蒸發器的蒸發效率與其傳熱效率成正比，所以要了解升膜蒸發器的原理必須從其內部傳熱機理著手。升膜蒸發器一般在加熱管內蒸發。管內蒸發一般分為6個階段：1、預熱段；2、氣泡產生段；3、乳化段；4、轉化段；5、成膜段；6、蒸氣段。

　　由于蒸氣段已經蒸發完成，所以不考慮。從1段到5段，其傳熱效率正好也是由低到高，5段（成膜段）***高。升膜蒸發器因為有成膜段，所以其蒸發效率得到了很大提升。

　　為什么膜狀流動時，其傳熱系數***高呢？是因為這時的層流邊界層的厚度大大降低了，熱阻大大降低了。

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　　從上面的討論，我們知道了膜狀流動是升膜蒸發器的關鍵。如果要提高升膜蒸發器的蒸發效率，也應該從它著手。

　　我們先來研究下成膜的條件，怎么樣才能讓原料液成膜？

　　1、有一定量的氣體存在。很明顯，膜狀流動是被氣體吹出來的，氣體量太小吹不出來，就象在4段以前的情況是不可能產生膜狀流動的。

　　2、氣液比在一定范圍內，才有可能成膜。

　　3、氣體和液體流動的方向是一致的。如果流動方向相反，是不可能吹出液膜來的。

　　4、氣體流速超過一定范圍，才有可能成膜。

　　5、液體流速超過一定范圍，才有可能成膜。

　　綜上所述，提高升膜蒸發器蒸發效率的方向：

　　1、盡早產生氣體，使成膜段形成時間盡可能縮短。

　　2、控制料液進入蒸發器的量，使氣液比盡快進入成膜范圍。

　　3、液體因為自己重量的原因，有向下的傾向，所以從這點來說，降膜蒸發器更有利于成膜。

　　4、流速的控制，可以通過設計來完善。

　　三、降膜蒸發器的原理及完善

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　　降膜蒸發器與升膜蒸發***大的區別就是流動方向不是向上而是向下。這造成降膜蒸發器的工作狀況變化很大：

　　1、必須控制原料液下流速度，否則可能因為原料液下流速度過快造成1~4段距離過長而無法成膜。前面我們討論了成膜的條件，必須控制一定的氣液比，否則可能因為氣體量過小而無法成膜。這就是為什么每根加熱管頂部必須設置液體分布器。

　　2、降膜蒸發器中的料液流速比升膜大，這有利于成膜，所以降膜蒸發器的蒸發效率并不會因為要控制原料液進入量而比升膜蒸發器小。

　　3、由于降膜蒸發器從進入加熱管開始，就不存在液體充滿整個加熱管并且流速極慢的情況，所以其傳熱效率從預熱段開始就比升膜蒸發器高，所以降膜蒸發器的蒸發效率并不會因為料液流速較快而下降。

　　4、由于料液流速較快，所以在降膜蒸發器中成膜所需的氣體量及氣體流速相對小些，這也有利于保證降膜蒸發器的蒸發效率。

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　　從上面的討論，我們知道了膜狀流動同樣是降膜蒸發器的關鍵。如果要提高降膜蒸發器的蒸發效率，也應該從它著手。

　　很明顯控制料液下流的速度和膜狀流動的均勻性成了提高降膜蒸發器的關鍵。

　　綜上所述，提高降膜蒸發器蒸發效率的方向：

　　1、改進液體分布器，優化料液下流的速度和膜狀流動的均勻性。

　　2、可以降膜蒸發器前面串聯升膜蒸發器，可以優勢互補。

　　3、降膜蒸發器對操作要求相對較高，所以系統自控對降膜蒸發效率影響較大。

　　4、降膜蒸發器的設計與升膜蒸發器有本質區別，可以通過設計來完善。

　　四、刮板蒸發器（薄膜蒸發器）原理及完善

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　　看來怎么形成液膜成了膜式蒸發器的關鍵，刮板蒸發器內部裝有可旋轉的攪拌刮片，刮片端部與加熱管內壁間隙要求比較嚴格（一般為0.75~1.5mm)，從而能使進入的原料液在旋轉刮片帶動下在加熱管內壁形成薄膜，所以刮板式蒸發器也稱薄膜蒸發器。

　　原料液由蒸發器上部切向進入加熱管，旋轉向下，所以刮板蒸發器是降膜蒸發器的一種。由于旋轉刮片帶動，在保證成膜的前提下液膜下降速度小于普通降膜蒸發器，使整個加熱管內壁面都布滿了液膜，所以刮板蒸發器的蒸發效率得到了提高。

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　　刮板蒸發器缺點：1、結構復雜，有動件，所以密封和磨損都是要考慮的問題；2、動力消耗較大，運行成本較高；3、傳熱面積較小，因為刮片端部與加熱管內壁間隙要求比較嚴格，所以內壁面積越大，加工要求越高；4、處理量較小。

　　刮板蒸發器可以完善的地方：

　　1、提高加工精度對刮板蒸發器蒸發效率有幫助。刮片端部與加熱管內壁間隙直接決定了液膜的均勻度與厚度，也就直接決定了蒸發效率。

　　2、刮片的設計可以完善。刮片的作用就是成膜，而液膜下流速度對成膜效率有直接影響，所以在刮片的設計上可以進行完善。

　　3、刮片的旋轉速度可以進行優化。旋轉速度快肯定對蒸發效率有利，但動力消耗也會上升。

　　4、可以在刮板蒸發器的前面串聯其它處理量較大的蒸發器，實現優勢互補，從而使整個蒸發系統得到了優化。

　　五、噴霧蒸發器的原理及完善

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　　噴霧蒸發器是一種新型蒸發器，工作原理是通過霧化器將原料液霧化成微小液滴后在極短的時間內蒸發。

　　蒸發效率與氣液相接觸面積有關，其它高效蒸發器其原料液皆為連續相，而噴霧蒸發器內的原料液已經形成微粒分散在氣相中，其表面積就是氣液相接觸面積，霧化后的原料液的表面積成千上萬倍的增長，所以噴霧蒸發器內的蒸發幾乎在瞬間完成。

　　單就蒸發效率上來說，噴霧蒸發器相較其它高效蒸發器有著明顯的優勢，所以噴霧蒸發器是一種升級換代的超高效蒸發器，其前景廣闊。

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　　很明顯，噴霧蒸發器的蒸發效率達到了無以復加的地步，所以噴霧蒸發器完善的方向肯定不是提高蒸發效率。

　　噴霧蒸發器***主要的問題是如何提供瞬間蒸發所需的比其它高效蒸發器大得多的熱量。因為其它高效蒸發器完全可以通過傳統的傳熱方式來滿足其蒸發需要，根本不是問題，但在噴霧蒸發器這里成了問題的關鍵。

　　因為上述原因，目前噴霧蒸發器主要用在高濃度熱敏性物料提純，物料干燥等方面。

　　本公司推出的zyzf-2型噴霧蒸發器較好地解決了瞬間蒸發所需熱量，從而極大地拓展了噴霧蒸發器的應用范圍。相信不久將來，噴霧蒸發器越來越廣闊地應用于物料濃縮和傳熱制冷的各個領域。