升降膜式蒸发器

  1、升膜式蒸发器 升膜式蒸发器的加热室由一根或数根垂直长管组成。通常加热管径为 25～50mm，管长与管径 之比为 100～150。原料液预热后由薄膜蒸发器底部进入加热器管内，加热蒸汽在管外冷凝。 当原料液受热后沸腾汽化，生成二次蒸汽在管内高速上升，带动料液沿管内壁成膜状向上流动， 并不断地蒸发汽化，加速流动，气液混合物进入分离器后分离，浓缩后的完成液由分离器底部 放出。

  这种蒸发器需要精心设计与操作，即加热管内的二次蒸汽应具有较高速度，并获较高的传 热系数，使料液一次通过加热管即达到预定的浓缩要求。通常，常压下，管上端出口处速度以 保持 20～50m/s 为宜，减压操作时，速度可达 100～160m/s。升膜薄膜蒸发器适宜处理蒸发量 较大，热敏性，粘度不大及易起沫的溶液，但不适于高粘度、有晶体析出和易结垢的溶液。

  升膜蒸发器/降膜蒸发器/分子蒸馏 海源生化质量第一薄膜蒸发器 一、概述 膜蒸发器是通过旋转刮膜器强制成膜，并高速流动，热传递效率高，停滞时间短（约 10~50 秒），可在真空条件下进行降膜蒸发的一种新型高效蒸发器。它由一个或多个带夹套加热的圆 筒体及筒内旋转的刮膜器组成。刮膜器将进料连续地在加热面刮成厚薄均匀的液膜并向下移动； 在此过程中，低沸点的组份被蒸发，而残留物从蒸发器底部排出。 二、性能特点· 真空压降小：物料汽化气体从加热面送到外置的冷凝器，存在一定的压差。在一般的蒸发

  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。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 降膜式蒸发器原料液由加热室顶端加入，经分布器分布后，沿管壁成膜状向下流动，气液混合 物由加热管底部排出进入分离室，完成液由分离室底部排出。

  设计和操作这种蒸发器的要点是：尽力使料液在加热管内壁形成均匀液膜，并且不能让二 次蒸汽由管上端窜出。用一根有螺旋型沟槽的导流柱，使流体均匀分布到内管壁上；是利用导 流杆均匀分布液体，导流杆下部设计成圆锥型，且底部向内凹，以免使锥体斜面下流的液体再 向中央聚集；是使液体通过齿缝分布到加热器内壁成膜状下流。降膜式薄膜蒸发器可用于蒸发 粘度较大，浓度较高的溶液，但不适于处理易结晶和易结垢的溶液，是因为这种溶液形成均 匀液膜较困难，传热系数也不高。

  器中，这种压力降（Δ p）通常是比较高的，有时甚至高得难于接受。而刮板式薄膜蒸发器有 较大的气体穿越空间，蒸发器内压力能看成与冷凝器中的压力几乎相等，因此，压力降很小, 线mmHg。·操作温度低：由于上述特性，这使得蒸发过程能保持在较高真空度条 件下进行。由于真空度的提高，与之相应的物料沸点迅速降低，因此，操作可以在较低温度下 进行，降低了产品的热分解。·受热时间短：

  由于刮板式薄膜蒸发器的独特结构，刮膜器具有泵送作用，使得物料在蒸发器内的停留时 间很短；另，在加热的蒸发器上由于薄膜的高速湍流使得产品不会滞留在蒸发器表面。因此， 非常适合于热敏性物料的蒸发。·蒸发强度高：

  物料沸点的降低，增大了同热介质的温度差；刮膜器的功能，减小了呈现湍流状态的液膜 厚度，降低了热阻。同时，在这过程中抑制物料在加热面结壁、结垢，并伴有良好的热交换， 因此，提高了刮板式薄膜蒸发器的总传热系数。·操作弹性大：

  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一定的要求的浓度，因此比循环型蒸发器具有更大的优点。溶液不循环 带来一定的好处有： （1）溶液在蒸发器中的停留时间很短，因而非常适合于热敏性物料的蒸发； （2）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。其主要缺点是：对进料负荷的波动相当敏感，当设计或操作不适当时不易成膜，此时， 对流传热系数将明显下降。

  3． 刮板式蒸发器 蒸发器外壳内带有加热蒸汽夹套，其内装有可旋转的叶片即刮板。刮 板有固定式和转子式两种，前者与壳体内壁的间隙为 0.5～1.5mm，后者与器壁的间隙随转子 的转数而变。料液由蒸发器上部沿切线方向加入（亦有加至与刮板同轴的甩料盘上的）。由于 重力、离心力和旋转刮板刮带作用，溶液在器内壁形成下旋的薄膜，并在此过程中被蒸发浓缩， 完成液在底部排出。这种蒸发器是一种利用外加动力成膜的单程型蒸发器，其突出优点是对物 料的适应性很强，且停滞时间短，一般为数秒或几十秒，故可适应于高粘度（如栲胶、蜂蜜等） 和易结晶、结垢、热敏性的物料。但其结构较为复杂，动力消耗大，每平方米传热面约需 1.5～3kW。 此外，其处理量很小且制造安装要求高。

  2．降膜式蒸发器 降膜式蒸发器和升膜式Fra Baidu bibliotek发器的不同之处在于，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。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。

  正是由于刮板式薄膜蒸发器独有的性能，使其适宜于处理热敏性和要求平稳蒸发的、高粘 度的及随浓度提高粘度飞速增加的物料，其蒸发过程也能平稳蒸发。 它还能成功地应用于含 固颗粒、结晶、聚合、结垢等情况物料的蒸发和蒸馏。

  这一大类蒸发器的主要特征是：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。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。