列文式蒸發(fā)器上述的自然循環(huán)蒸發(fā)器,其循環(huán)速度不夠大,一般均在1.5m/s以下。為使蒸發(fā)器更適用于蒸發(fā)粘度較大、易結(jié)晶或結(jié)垢嚴(yán)重的溶液,并提高溶液循環(huán)速度以延長操作周期和減少清洗次數(shù)。
其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在加熱室上增設(shè)沸騰室。加熱室中的溶液因受到沸騰室液柱附加的靜壓力的作用而并不在加熱管內(nèi)沸騰,直到上升至沸騰室內(nèi)當(dāng)其所受壓力降低后才能開始沸騰,因而溶液的沸騰汽化由加熱室移到了沒有傳熱面的沸騰室,從而避免了結(jié)晶或污垢在加熱管內(nèi)的形成。另外,這種蒸發(fā)器的循環(huán)管的截面積約為加熱管的總截面積的2~3倍,溶液循環(huán)速度可達(dá)2.5至3 m/s以上,故總傳熱系數(shù)亦較大。這種蒸發(fā)器的主要缺點(diǎn)是液柱靜壓頭效應(yīng)引起的溫度差損失(意義詳見6.3.1)較大,為了保持一定的有效溫度差要求加熱蒸汽有較高的壓力。此外,設(shè)備龐大,消耗的材料多,需要高大的廠房等。 除了上述自然循環(huán)蒸發(fā)器外,在蒸發(fā)粘度大、易結(jié)晶和結(jié)垢的物料時(shí),還采用強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。在這種蒸發(fā)器中,溶液的循環(huán)主要依靠外加的動力,用泵迫使它沿一定方向流動而產(chǎn)生循環(huán)。循環(huán)速度的大小可通過泵的流量調(diào)節(jié)來控制,一般在2.5m/s以上。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)也比一般自然循環(huán)的大。但它的明顯缺點(diǎn)是能量消耗大,每平方米加熱面積約需0.4~0.8kW。
降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器和升膜式蒸發(fā)器的區(qū)別在于,料液是從蒸發(fā)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(fā)增濃,在其底部得到濃縮液。由于成膜機(jī)理不同于升膜式蒸發(fā)器,故降膜式蒸發(fā)器可以蒸發(fā)濃度較高、粘度較大(例如在0.05~0.45Ns/m2范圍內(nèi))、熱敏性的物料。但因液膜在管內(nèi)分布不易均勻,傳熱系數(shù)比升膜式蒸發(fā)器的較小,仍不適用易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料。
由于溶液在單程型蒸發(fā)器中呈膜狀流動,因而對流傳熱系數(shù)大為提高,使得溶液能在加熱室中不再循環(huán)就達(dá)到要求的濃度,因此比循環(huán)型蒸發(fā)器具有更大的優(yōu)點(diǎn)。溶液不循環(huán)帶來好處有:(1)溶液在蒸發(fā)器中的停留時(shí)間很短,因而特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā);(2)整個(gè)溶液的濃度,不象循環(huán)型那樣總是接近于完成液的濃度,因而這種蒸發(fā)器的有效溫差較大。其主要缺點(diǎn)是:對進(jìn)料負(fù)荷的波動相當(dāng)敏感,當(dāng)設(shè)計(jì)或操作不適當(dāng)時(shí)不易成膜,此時(shí),對流傳熱系數(shù)將明顯下降。
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在任何情況下嚴(yán)禁任何一效斷料,調(diào)節(jié)二手蒸發(fā)器液位要緩慢進(jìn)行,不能忽大忽小。
7、當(dāng)設(shè)備工作的環(huán)境溫度在0℃以下時(shí),應(yīng)將設(shè)備及其管路內(nèi)的積水放盡,以免凍壞或阻塞管路。
二手蒸發(fā)器操作是從溶液中分離出部分溶劑,而溶液中所含溶質(zhì)的數(shù)量不變,因此二手蒸發(fā)器是一個(gè)熱量傳遞過程,其傳熱速率是二手蒸發(fā)器過程的控制因素。二手蒸發(fā)器所用的設(shè)備屬于熱交換設(shè)備。但與一般的傳熱過程比較,二手蒸發(fā)器過程又具有其自身的特點(diǎn),主要表現(xiàn)在:
(1)溶液沸點(diǎn)升高
被二手蒸發(fā)器的料液是含有非揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液,由拉烏爾定律可知,在相同的溫度下,溶液的蒸汽壓低于純?nèi)軇┑恼魵鈮?。換言之,在相同壓力下,溶液的沸點(diǎn)高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)。因此,當(dāng)加熱蒸汽溫度一定,二手蒸發(fā)器溶液時(shí)的傳熱溫度差要小于二手蒸發(fā)器溶劑時(shí)的溫度差。溶液的濃度越高,這種影響也越顯著。在進(jìn)行二手蒸發(fā)器設(shè)備的計(jì)算時(shí),必須考慮溶液沸點(diǎn)上升的這種影響
經(jīng)常對蒸發(fā)器的結(jié)霜狀況進(jìn)行檢查。當(dāng)霜層過厚時(shí),應(yīng)及時(shí)除霜。當(dāng)結(jié)霜異常時(shí),可能是由于堵塞造成的,應(yīng)及時(shí)查找原因并予以排除。
3、蒸發(fā)器長期停用時(shí),將制冷劑拙到儲液器或冷凝器中,使蒸發(fā)器的壓力保持在0.05MPa(表壓)左右為宜。若為鹽水池中的蒸發(fā)器,還需用自來水沖洗,沖洗后在池內(nèi)注滿自來水
二手蒸發(fā)器操作過程中的故障有哪些
真空度過低
真空度過低使?jié)饪s液的沸點(diǎn)和二次蒸汽的溫度隨之升高,從而降低了加熱蒸汽與濃縮液之間的有效溫度差,既減少了傳熱量,減緩了蒸汽蒸發(fā)速度,又使料液加熱溫度升高,影響了有效成分的保存。真空度過低,除影響濃縮質(zhì)量外,還降低了設(shè)備的生產(chǎn)能力。