
一、蒸發器(濃縮器)概述:
蒸發是物質從液態轉化為氣態的相變過程。濃縮是從溶液中除去部分溶劑的單元操作,是溶質和溶劑部分分離的過程。因此濃縮的方法就是使溶劑蒸發而提高溶液的濃度。因此實現蒸發過程的設備我們叫做蒸發器或濃縮器。蒸發器(濃縮器)廣泛用于中藥、西藥、葡萄糖、淀粉、味精、乳品、口服液、化工、食品等液料的濃縮。
二、蒸發器(濃縮器)分類及特點
蒸發的過程可分為常壓、加壓和減壓(真空)蒸發操作。對于熱敏性物料,如抗生素溶液、果汁、果醋等應在減壓下進行。而高粘度物料就應采用加壓高溫熱源加熱(如導熱油、熔鹽等)進行蒸發。我們常見的濃縮器都是真空減壓濃縮器。按效數可分為單效與多效蒸發。若蒸發產生的二次蒸汽直接冷凝不再利用,稱為單效蒸發。若將二次蒸汽作為下一效加熱蒸汽,并將多個蒸發器串聯,此蒸發過程即為多效蒸發。蒸發器(濃縮器)因此可分為單效外循環蒸發器,雙效濃縮器,三效濃縮器。按照進出料方式和流動方式的不同,蒸發器分為1.升膜式蒸發器 :其加熱室由許多豎直長管組成。常用的加熱管直徑為25~50mm,管長和管徑之比約為100~150。料液經預熱后由蒸發器底部引入,在加熱管內受熱沸騰并迅速汽化,生成的蒸汽在加熱管內高速上升,一般常壓下操作時適宜的出口汽速為20~50m/s,減壓下操作時汽速可達100至160m/s或更大些。溶液則被上升的蒸汽所帶動,沿管壁成膜狀上升并繼續蒸發,汽、液混合物在分離器2內分離,完成液由分離器底部排出,二次蒸汽則在頂部導出。須注意的是,如果從料液中蒸發的水量不多,就難以達到上述要求的汽速,即升膜式蒸發器不適用于較濃溶液的蒸發;它對粘度很大,易結晶或易結垢的物料也不適用。2.降膜式蒸發器 降膜式蒸發器和升膜式蒸發器的區別在于,料液是從蒸發器的頂部加入,在重力作用下沿管壁成膜狀下降,并在此過程中蒸發增濃,在其底部得到濃縮液。由于成膜機理不同于升膜式蒸發器,故降膜式蒸發器可以蒸發濃度較高、粘度較大(例如在0.05~0.45Ns/m2范圍內)、熱敏性的物料。但因液膜在管內分布不易均勻,傳熱系數比升膜式蒸發器的較小,仍不適用易結晶或易結垢的物料。
在老式蒸發器的基礎上我公司改進創新,開發了mvr蒸發器(機械蒸汽再壓縮蒸發器)、TVR蒸發器(熱泵雙效節能濃縮器)、多效蒸發器。多效蒸發與熱泵(MVR/TVR)蒸發是提高蒸發操作能量利用經濟性的兩條最主要的途徑。TVR是在蒸汽動力壓縮方式中,使用蒸汽噴射泵,以少量高壓蒸汽為動力,將部分二次蒸汽壓縮并混合后一起進入加熱室作加熱蒸汽用。MVR蒸發器是從蒸發器出來的二次蒸汽進入壓縮機,在壓縮機中絕熱壓縮,溫度、壓力升高,然后又送入蒸發器作加熱蒸汽用,在加熱室中冷凝后排出。這種蒸發器只在啟動階段需要生蒸汽,更節能環保。雙效蒸發器和三(四)效蒸發器是多個蒸發器串聯起來,前一個蒸發器的二次蒸汽作為下一個蒸發器的加熱蒸汽,下一個蒸發器的加熱室便是前一個蒸發器的冷凝器,這便是多效蒸發器的原理。蒸發同樣數量的水分,采用多效時所需要的生蒸汽量將遠較單效時為小,因此提高了生蒸汽的利用率。