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薄膜蒸發(fā)器

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 一、概述
       薄膜蒸發(fā)器是通過旋轉(zhuǎn)刮膜器強(qiáng)制成膜,并高速流動(dòng),熱傳遞效率高,停留時(shí)間短(約10~50秒),可在真空條件下進(jìn)行降膜蒸發(fā)的一種新型高效蒸發(fā)器。
       它由一個(gè)或多個(gè)帶夾套加熱的圓筒體及筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)的刮膜器組成。刮膜器將進(jìn)料連續(xù)地在加熱面刮成厚薄均勻的液膜并向下移動(dòng);在此過程中,低沸點(diǎn)的組份被蒸發(fā),而殘留物從蒸發(fā)器底部排出。

二、性能特點(diǎn)
真空壓降小
       物料汽化氣體從加熱面送到外置的冷凝器,存在一定的壓差。在一般的蒸發(fā)器中,這種壓力降(Δp)通常是比較高的,有時(shí)甚至高得難于接受。而刮板式薄膜蒸發(fā)器有較大的氣體穿越空間,蒸發(fā)器內(nèi)壓力能看成與冷凝器中的壓力幾乎相等,因此,壓力降很小,真空度可達(dá)5mmHg。
操作溫度低
       由于上述特性,這使得蒸發(fā)過程可以保持在較高真空度條件下進(jìn)行。由于真空度的提高,與之相應(yīng)的物料沸點(diǎn)迅速降低,因此,操作可以在較低溫度下進(jìn)行,降低了產(chǎn)品的熱分解。
受熱時(shí)間短
       由于刮板式薄膜蒸發(fā)器的獨(dú)特結(jié)構(gòu),刮膜器具有泵送作用,使得物料在蒸發(fā)器內(nèi)的停留時(shí)間很短;另,在加熱的蒸發(fā)器上由于薄膜的高速湍流使得產(chǎn)品不會(huì)滯留在蒸發(fā)器表面。因此,特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)。
蒸發(fā)強(qiáng)度高
       物料沸點(diǎn)的降低,增大了同熱介質(zhì)的溫度差;刮膜器的功能,減小了呈現(xiàn)湍流狀態(tài)的液膜厚度,降低了熱阻。同時(shí),在這過程中抑制物料在加熱面結(jié)壁、結(jié)垢,并伴有良好的熱交換,因此,提高了刮板式薄膜蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)。
操作彈性大
       正是由于刮板式薄膜蒸發(fā)器獨(dú)有的性能,使其適宜于處理熱敏性和要求平穩(wěn)蒸發(fā)的、高粘度的及隨濃度提高粘度急劇增加的物料,其蒸發(fā)過程也能平穩(wěn)蒸發(fā)。
       它還能成功地應(yīng)用于含固顆粒、結(jié)晶、聚合、結(jié)垢等情況物料的蒸發(fā)和蒸餾。

三、應(yīng)用領(lǐng)域
       在熱交換工程中,刮板式薄膜蒸發(fā)器得到廣乏的應(yīng)用。尤其對(duì)熱敏性物料(時(shí)間短暫)的熱交換,刮膜器有利于熱交換的進(jìn)行,并通過不同的刮膜器設(shè)計(jì),能進(jìn)行復(fù)雜產(chǎn)品的蒸餾。
       刮膜蒸發(fā)器已在下述領(lǐng)域用于蒸發(fā)濃縮、脫溶、汽提、反應(yīng)、脫氣、除臭(氣)味等為目的,取得了良好效果:
       中、西藥:抗生素,糖液,雷公滕、黃芪等中草藥,甲基咪唑、單腈胺等中間體;
       輕工食品:果汁,肉汁,色素,香精,香料,酶制劑、乳酸、木糖、淀粉糖,山梨酸鉀;
       油脂日化:卵磷酯,VE,魚肝油,油酸,甘油,脂肪酸,廢潤滑油,烷基多糖苷,醇醚硫酸鹽等;
       合成樹脂:聚酰胺樹脂,環(huán)氧樹脂,多聚甲醛,PPS(癸二酸聚丙烯酯),PBT,甲酸丙烯酯;
       合成纖維:PTA,DMT,炭素纖維,聚四氫呋喃,聚醚多元醇等;
       石油化學(xué):TDI,MDI,三甲基氫醌,三羥甲基丙烷,氫氧化鈉等;
       農(nóng)藥生物:乙草胺、丙草胺、毒死蜱、呋喃酚、廣滅靈、等除草劑,殺蟲劑、除莠劑,除螨劑;
       廢  水:無機(jī)鹽廢水等。

四、工作原理
       物料從加熱區(qū)的上方徑向進(jìn)入蒸發(fā)器;經(jīng)布料器分布到蒸發(fā)器加熱壁面,然后,旋轉(zhuǎn)的刮膜器將物料連續(xù)均勻地加熱面上刮成厚薄均勻的液膜,并以螺旋狀向下推進(jìn)。在此過程中,旋轉(zhuǎn)的刮膜器保證連續(xù)和均勻的液膜產(chǎn)生高速湍流,并阻止液膜在加熱面結(jié)焦、結(jié)垢,從而提高傳總系數(shù)。輕組份被蒸發(fā)形成蒸汽流上升,經(jīng)汽液分離器到達(dá)和蒸發(fā)器直接相連的外置冷凝器;重組份從蒸發(fā)器底部的錐體排出。
       一個(gè)獨(dú)特的布料器不僅僅具有將物料均勻地潑向蒸發(fā)器內(nèi)壁,防止物料濺到蒸發(fā)器內(nèi)部噴入蒸汽流,還具有防止剛進(jìn)入的物料在此處閃蒸,有利于泡沫的消除,物料只能沿著加熱面蒸發(fā)。
       在刮膜蒸發(fā)器的上部配有一個(gè)依據(jù)物料特性設(shè)計(jì)的離心式分離器,將上升蒸汽流中的液滴分離出來并返回布料器。

五、流程圖