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溶液通过加热室时,在管壁上呈膜状流动,故习惯上又称为液膜式蒸发器.根据物料在蒸发器中流向的不同,单程型蒸发器又分以下几种。1.升膜式蒸发器其加热室由许多竖直长管组成!常用的加热管直径为25~50mm,管长和管径之比约为100~150!料液经预热后由蒸发器底部引入,在加热管内受热沸腾并迅速汽化,生成的蒸汽在加热管内高速上升,一般常压下操作时适宜的出口汽速为20~50m/s,减压下操作时汽速可达100至160m/s或更大些!
由于成膜机理不同于升膜式蒸发器,故降膜式蒸发器可以蒸发浓度较高、粘度较大(例如在0!05~0。45Ns/m2范围内)、热敏性的物料.但因液膜在管内分布不易均匀,传热系数比升膜式蒸发器的较小,仍不适用易结晶或易结垢的物料!由于溶液在单程型蒸发器中呈膜状流动,因而对流传热系数大为提高,使得溶液能在加热室中一次通过不再循环就达到要求的浓度,因此比循环型蒸发器具有更大的优点.溶液不循环带·来·好处有:溶液在蒸发器中的停留时间很短,因而特别适用于热敏性物料的蒸发;整个溶液的浓度,不象循环型那样总是接近于完成液的浓度,因而这种蒸发器的有效温差较大。
此外,设备庞大,消耗的材料多,需要高大的厂房等!除了上述自然循环蒸发器外,在蒸发粘度大、易结晶和结垢的物料时,还采用强制循环蒸发器!在这种蒸发器中,溶液的循环主要依靠外加的动力,用泵迫使它沿一定方向流动而产生循环.循环速度的大小可通过泵的流量调节来控制,一般在5m/s以上!强制循环蒸发器的传热系数也比一般自然循环的大!但它的明显缺点是能量消耗大,每平方米加热面积约需0!4~0。8kW!单程型蒸发器这一大类蒸发器的主要特点是:溶液在蒸发器中只通过加热室一次,不作循环流动即成为浓缩液排出。
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这种循环,主要是由溶液的密度差引起,故称为自然循环!这种作用有利于蒸发器内的传热效果的提高!为了使溶液有良好的循环,中·央循环管的截面积一般为其它加热管总截面积的40~1·0·0·%;加热管高度一般为1~2m;加热管直径在25~75mm之间!这种蒸发器由于结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等优点,应用十分广泛.但是由于结构上的限制,循环速度不大!加上溶液在加热室中不断循环,使其浓度始终接近完成液的浓度,因而溶液的沸点高,有效温度差就减小!
通常除沫器设在蒸发室的顶部!蒸发器按操作压力分常压、加压和减压!按溶液在蒸发器中的运动状况分有:循环型!沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面,如中·央循环管式、悬筐式、外热式、列文式和强制循环式等。单程型.沸腾溶液在加热室中一次通过加热表面,不作循环流动,即行排出浓缩液,如升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心薄膜式等.直接接触型!加热介质与溶液直接接触传热,如浸没燃烧式蒸发器!蒸发装置在操作过程中,要消耗大量加热蒸汽,为节省加热蒸汽,可采用多效蒸发装置和蒸汽再压缩蒸发器。
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溶液则被上升的蒸汽所带动,沿管壁成膜状上升并继续蒸发,汽、液混合物在分离器2内分离,完成液由分离器底部排出,二次蒸汽则在顶部导出。须注意的是,如果从料液中蒸发的水量不多,就难以达到上述要求的汽速,即升膜式蒸发器不适用于较浓溶液的蒸发;它对粘度很大,易结晶或易结垢的物料也不适用.2.降膜式蒸发器降膜式蒸发器和升膜式蒸发器的区别在于,料液是从蒸发器的顶部加入,在重力作用下沿管壁成膜状下降,并在此过程中蒸发增浓,在其底部得到浓缩液.
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尤其是多机头机组,回油问题更加严重。 d。 如蒸发器中的冷媒液面抬高,冷媒会以液态形式进入压缩机内,引起液压缩,同样会导致压缩机烧毁。 e。 整个系统冷媒和冷冻油的充注量是干式的2倍多,日后的维护保养成本增加。 f 。 由于满液式蒸发器回油非常麻烦,因此对冷冻油的品质要求很高,必须保证冷冻油在很高的品质下工作。
在使用一段时间后,由于冷冻油会逐渐变绸,回油将会非常困难,必须立即更换,其使用周期较干式蒸发器缩短一半以上,大大增加运行成本。 g。 冷冻水流经蒸发器铜管内时,因温度过低容易形成凝结,会导致铜管涨裂。 h。 R22为单一工值冷媒,而其他环保型冷媒如R134a、R407c等均为混合工值冷媒,其沸点不同。
若干年后,如国家要求使用环保型冷媒,干式蒸发器机组可直接更换环保冷媒,但满液式蒸发器机组无法直接替换冷媒,只能更换机组。