1.2　升膜式蒸發(fā)器

在升膜式蒸發(fā)器中,料液在二次蒸汽流的拖動下以液膜的狀態(tài)沿著管壁向上流動,邊流動邊與管外加熱介質(zhì)進(jìn)行熱與質(zhì)的交換并蒸發(fā)。升膜式蒸發(fā)器不適合濃度較高的易結(jié)垢結(jié)焦或在蒸發(fā)過程中有結(jié)晶析出的料液的蒸發(fā),其特點(diǎn)是在高速的二次蒸汽流及真空的作用下在管壁成膜并向上運(yùn)動,蒸發(fā)后料液與二次蒸汽從蒸發(fā)器頂部進(jìn)入分離器,實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)后料液與二次蒸汽的分離。

進(jìn)入升膜式蒸發(fā)器中料液的溫度必須大于或等于蒸發(fā)溫度,否則料液在蒸發(fā)器底部必有一部分受熱面用來加熱料液使其達(dá)到沸點(diǎn)后才能汽化蒸發(fā)。不僅如此,低溫的物料進(jìn)入蒸發(fā)器后不能馬上形成液膜,而且在泵及真空的作用下會以液柱的形式上升,從而降低了蒸發(fā)效率。因此,低于沸點(diǎn)溫度的料液要經(jīng)過預(yù)加熱到沸點(diǎn)或沸點(diǎn)以上溫度方可進(jìn)入蒸發(fā)器,這樣蒸發(fā)參數(shù)才會很快達(dá)到要求并穩(wěn)定。升膜加熱管的長徑比為100~150,管徑為25~50mm。升膜式蒸發(fā)器管長可高達(dá)8m,短管則為3~4m。升膜式蒸發(fā)器中液膜的形成完全依靠二次蒸汽及真空的推動,二次蒸汽在加熱管內(nèi)的速度不低于10m/s,一般為20~50m/s,減壓下可高達(dá)100~160m/s,甚至更高。需要加熱溫差比較大,加熱蒸汽壓力不穩(wěn)定或不足就會影響二次蒸汽對料液的向上拖動,也會影響液膜的形成。升膜式蒸發(fā)器進(jìn)料開始不能快,要求在加熱管中必須保持一定的料位高度,否則難以成膜。這個(gè)量需要在生產(chǎn)實(shí)際中去摸索。尤其在多效升膜式蒸發(fā)器中,如果次效靠二次蒸汽加熱蒸發(fā),進(jìn)料量必須嚴(yán)格加以控制,否則便難以成膜,難以蒸發(fā)。由于料液在加熱管中的布膜完全靠高速的二次蒸汽流及真空帶動下形成,所以其膜不穩(wěn)定,進(jìn)入分離器時(shí)在二次蒸汽與料液分離過程中更容易產(chǎn)生二次蒸汽中霧沫的夾帶,即分離不徹底而造成跑料。升膜式蒸發(fā)器的特點(diǎn)更適合高溫加熱蒸發(fā),這樣可獲得較高的加熱溫差并達(dá)到預(yù)期的二次蒸汽的流速。當(dāng)蒸發(fā)量大于料液量實(shí)際的蒸發(fā)水分時(shí)也不能成膜,甚至還引起結(jié)垢結(jié)焦。

升膜式蒸發(fā)器在生產(chǎn)過程中是連續(xù)進(jìn)料連續(xù)出料,它不同于外循環(huán)式蒸發(fā)器,外循環(huán)式蒸發(fā)器間斷出料,料液在蒸發(fā)器中是靠密度差形成循環(huán)并蒸發(fā),加泵后料液在加熱管中達(dá)到2~5m/s速度即為強(qiáng)制循環(huán)型蒸發(fā)器。而升膜式蒸發(fā)器的泵也不是強(qiáng)制循環(huán)的泵,僅是維持正常進(jìn)料的泵。料液在外循環(huán)蒸發(fā)器中自循環(huán)時(shí)間較長,根據(jù)對出料密度(或濃度)的要求至少都在20min左右。自然外循環(huán)蒸發(fā)器加進(jìn)一定料液泵即停止工作,而升膜式蒸發(fā)器的物料泵是連續(xù)工作的。升膜式蒸發(fā)器當(dāng)蒸發(fā)參數(shù)穩(wěn)定后料液在蒸發(fā)器中不進(jìn)行循環(huán),嚴(yán)格地說是一次進(jìn)料一次出料即能達(dá)到設(shè)計(jì)蒸發(fā)要求。這種蒸發(fā)器要求加熱溫差較大,二次蒸汽速度較高,二次蒸汽中易產(chǎn)生霧沫夾帶,不易操作及控制,所以升膜式蒸發(fā)器應(yīng)用受到了限制。