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常用的间壁传热式蒸发器,按溶液在蒸发器中停留的情况,大致可分为循环型和单程型两大类。
一、循环性蒸发器
这一类型的蒸发器,溶液都在蒸发器中作循环流动。由于引起循环的原因不同,又可分为自然循环和强制循环两类。
1.中央循环管式蒸发器这种蒸发器又称作标准式蒸发器。它的加热室由垂直管束组成,中间有一根直径很大的中央循环管,其余管径较小的加热管称为沸腾管。由于中央循环管较大,其单位体积溶液占有的传热面,比沸腾管内单位溶液所占有的要小,即中央循环管和其它加热管内溶液受热程度不同,从而沸腾管内的汽液混合物的密度要比中央循环管中溶液的密度小,加之上升蒸汽的向上的抽吸作用,会使蒸发器中的溶液形成由中央循环管下降、由沸腾管上升的循环流动。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。
优缺点:这种蒸发器的优点是传热系数大,对于粘度较大或易结晶、结垢的物料,适应性较好,但其动力消耗较大。
工艺流程有顺流(并流)、逆流、混流(错流)、平流四种形式。
顺流:溶液和蒸汽流向相同,都由一效顺序流到末效。原料液用泵送入一效,依靠各效间的压差,自动流入下一效,完成液自末效(一般是在负压下操作)用泵抽出。由于后一效的压力低,溶液的沸点也低,溶液从前效进入后一效时会闪蒸部分水分,产生的二次汽也较多,由于后效的浓度较前效高、操作温度低,往往*效的传热系数比末效高很多。顺流流程一般适宜处理在高浓度的情况下为热敏性的物料。
逆流:原料由泵从末效依次送入前效,完成液由一效排出,料液与蒸汽逆向流动。一般适宜处理粘度随温度和浓度变化较大的溶液,不易处理热敏性物料。
造成真空度过高的原因:
浓缩设备冷却水的进水温度过低,使设备的真空度过高。虽然高真空增加了加热蒸汽与物料沸点之间的有效温度差,有利提高传热量、加快蒸发速率,但是由于二次蒸汽的汽化潜热是随着真空度的升高而增大,相应的增加了蒸汽的消耗。
由于加热蒸汽使用压力过低或者蒸汽流量不足,使蒸发速率大大降低。
在使用汽水分离器的浓缩设备中,由于汽水分离器堵塞造成冷凝水排水不畅,使加热器积水严重。此外,如果加热蒸汽品质差,或者冷天蒸汽管道保温不良,也使加热器内积水严重,从而使热量传递发生困难,使真空度过高。
加热器表面的严重结焦降低了加热面的传热系数,使蒸发速率降低而使锅内真空度超过标准。
突然停电使锅内真空度高于真空系统。此时未及时关闭蒸汽,破坏锅内真空度,真空系统内的冷却水将会倒灌入浓缩设备。