降膜蒸发器原理及优缺点
降膜蒸发器的原理是通过在换热管内形成膜状流动的物料,在重力作用下沿管壁下降,并在此过程中被管外的蒸汽加热,达到蒸发温度后产生蒸发。
具体过程如下:需蒸发的物料通过进料泵从降膜蒸发器顶部进入,走蒸发管内(管程),物料通过布膜器以膜状分布到换热管内,物料在凭借引力流下管腔时被管外的蒸汽加热,达到蒸发温度后产生蒸发,物料连同二次蒸汽从管内流下以薄膜的形式蒸发。二次蒸汽被蒸汽压缩机压缩后,送入降膜加热室壳程做为加热蒸汽。而在过程中把本身热能经过管壁从外传到管内蒸发中的物料,通过换热后二次蒸汽冷凝成水排出降膜蒸发器外。
降膜式蒸发器的优缺点如下:
优点:
1、停留时间短:降膜式蒸发器是使液体呈薄膜状向下流动,液体流速较大,因此蒸发给热系数大,且在传热温差下,蒸发效数增加,节省加热蒸汽。
2、传热系数高:普遍采用的外热式自然循环蒸发器的传热系数为930~1754W/m2·K,降膜式蒸发器的传热系数高达1390~2910W/m2·K。
3、二次冷凝水质量高:降膜式蒸发器由于溶液在蒸发时二次蒸汽逸出的溶液表面积和逸出后的空间大,二次汽逸出条件平和,所以,二次汽雾沫夹带极少,二次汽冷凝水质量高。
4、操作简单快捷:降膜式蒸发器的开车、停车,操作简单快捷。
可选用低温差:由于物料在管道过程中是靠自身重力沿管道内壁向下流动,而不是被压差推动,所以可以选用低温差。
5、结构合理:管式降膜蒸发器结构合理,由加热蒸发室、分配盘、气液分离室、除雾器、循环管等部分构成。
缺点:
1、操作性能受限:降膜式蒸发器操作性能主要取决于液体分布器的性能。
2、设备安装要求高:尤其是对设备安装垂直度要求较高。
3、不适用处理特定物料:降膜式蒸发器不适合处理易结垢或有固体颗粒的物料。
4、设备采购成本高:由于设计制造要求高,导致设备采购成本非常高。
5、对物料进料量和换热管长度有要求:需对物料进料量和换热管长度进行非常准确的设计计算才能满足使用要求。