(1)升膜式蒸發(fā)器,由垂直加熱管束、分離室、液沫補(bǔ)集器等組成。加熱管的管徑一般為ф30~50mm,管長(zhǎng)6~8m,管長(zhǎng)/管徑=100~500.
工作時(shí)料液自加熱室底部進(jìn)入加熱管內(nèi),加熱蒸汽在管束間流過,料液在加熱管中部開始沸騰迅速汽化。在加熱管上部產(chǎn)生的二次蒸汽并快速上升,流速可達(dá)100~160m/s。料液被二次蒸汽帶動(dòng),沿管內(nèi)壁成膜狀上升并不斷被加熱蒸發(fā);然后二次蒸汽與料液進(jìn)入分離室;由于離心力的作用使汽液分離,二次蒸汽排出。濃縮液沿循環(huán)管下降,回到加熱器底部,與新進(jìn)入的料液混合后,一并進(jìn)入加熱管內(nèi),再度受熱蒸發(fā),如此往復(fù)循環(huán),經(jīng)一段時(shí)間后,一部分已達(dá)要求的濃縮液,由出料泵抽出,另一部分未達(dá)要求的濃縮液,再繼續(xù)循環(huán)蒸發(fā)。還有非循環(huán),即經(jīng)一次濃縮后,達(dá)成成品濃度而排出。
進(jìn)料量、溫度和黏度影響成膜質(zhì)量,其控制對(duì)于升膜式蒸發(fā)器的作業(yè)質(zhì)量有重要影響。進(jìn)液量過多,則下部積液過多,會(huì)以液柱形式上升而不能形成液膜,甚至出現(xiàn)跑料,使傳熱系數(shù)大大降低。進(jìn)液過少,易在管束上部發(fā)生管壁結(jié)焦現(xiàn)象。一般經(jīng)過一次濃縮的蒸發(fā)水量,不能大于進(jìn)料量的80%,在正常工作時(shí),液面應(yīng)控制在加熱管高度的1/4~1/5.進(jìn)料溫度將同樣會(huì)造成管內(nèi)液面的變化,與沸騰溫度相比,進(jìn)料溫度過低時(shí),料液將呈液流上升,而過高時(shí),形成液膜不均,甚至出現(xiàn)焦管、干壁現(xiàn)象。料液***好預(yù)熱到接近沸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)入加熱管,這樣增加液膜在管內(nèi)的比例,從而提高傳熱系數(shù)。
這種蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小,傳熱效率較高,料液受熱時(shí)間短,在加熱管內(nèi)停留約20~30s,適于濃縮熱敏、易起泡和黏度低的液料。缺點(diǎn)是一次濃縮比不大,操作時(shí)進(jìn)料量要很好控制,進(jìn)液過多不易成膜,過少則易斷磨干壁,影響產(chǎn)品質(zhì)量。
(2)降膜式蒸發(fā)器,由加熱器體、分布器、分離室和泡沫捕集裝置等部分組成,其中分離室設(shè)置于加熱器體的下方。
料液經(jīng)預(yù)熱后,由加熱管束頂部,通過分布器,在重力作用下,沿加熱管內(nèi)壁成膜裝下降,蒸汽從管外通過,間接對(duì)料液加熱,所產(chǎn)生的汽液混合物進(jìn)入分離室進(jìn)行分離,二次蒸汽由頂部排出,濃縮液從才、底部卸出。該蒸發(fā)器為連續(xù)作業(yè),料液通過加熱器后,即大濃縮要求,故加熱管需有足夠的長(zhǎng)度,分配器使料液均布于各加熱管,其作用對(duì)傳熱效果的影響較大,使用降膜蒸發(fā)器時(shí),料液需要一定流量,若流量小則料液呈線狀下流,不僅傳熱系數(shù)降低,且增加結(jié)垢。
這種蒸發(fā)器的特點(diǎn):由于利用液膜的重力作用降膜,故能蒸發(fā)黏度較大的料液;因受熱時(shí)間短,適于熱敏性強(qiáng)的物料;料液在加熱管內(nèi)的沸點(diǎn)均勻,且無(wú)靜層效應(yīng),故有效溫差較大,傳熱效果好,與盤管式蒸發(fā)器相比可節(jié)約加熱蒸汽60%;由于加熱管較長(zhǎng),液料沸騰時(shí)所生成的泡沫易在管壁上受熱破裂,因此適于蒸發(fā)易生泡沫的物料;清洗方便;適于濃度較大,不易結(jié)晶、結(jié)垢的物料。