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刮板薄膜蒸發(fā)器工作原理
1.真空壓降?。何锪掀瘹怏w從加熱面送到外置的冷凝器,存在一定的壓差。在一般的蒸發(fā)器中,這種壓力降(Δp)通常是比較高的,有時(shí)甚至高得難于接受。而刮板式薄膜蒸發(fā)器有較大的氣體穿越空間,蒸發(fā)器內(nèi)壓力能看成與冷凝器中的壓力幾乎相等,因此,壓力降很小,真空度可達(dá)5mmHg。2.操作溫度低:由于上述特性,這使得蒸發(fā)過(guò)程可以保持在較高真空度條件下進(jìn)行。由于真空度的提高,與之相應(yīng)的物料沸點(diǎn)迅速降低,因此,操作可以在較低溫度下進(jìn)行,降低了產(chǎn)品的熱分解。3.受熱時(shí)間短:由于刮板式薄膜蒸發(fā)器的獨(dú)特結(jié)構(gòu),刮膜器具有泵送作用,使得物料在蒸發(fā)器內(nèi)的停留時(shí)間很短;另,在加熱的蒸發(fā)器上由于薄膜的高速湍流使得產(chǎn)品不會(huì)滯留在蒸發(fā)器表面。因此,特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)。4.蒸發(fā)強(qiáng)度高:物料沸點(diǎn)的降低,增大了同熱介質(zhì)的溫度差;刮膜器的功能,減小了呈現(xiàn)湍流狀態(tài)的液膜厚度,降低了熱阻。主筒體(與物料接觸部份)及夾套材質(zhì):可根據(jù)用戶及實(shí)際需要,采用搪瓷、碳鋼、SUS304、316L、316Ti、。同時(shí),在這過(guò)程中阻止物料在加熱面結(jié)壁、結(jié)垢,并伴有良好的熱交換,因此,提高了刮板式薄膜蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)。5.操作彈性大:正是由于刮板式薄膜蒸發(fā)器獨(dú)有的性能,使其適宜于處理熱敏性和要求平穩(wěn)蒸發(fā)的、高粘度的及隨濃度提高粘度急劇增加的物料,其蒸發(fā)過(guò)程也能平穩(wěn)蒸發(fā)。它還能成功地應(yīng)用于含固顆粒、結(jié)晶、聚合、結(jié)垢等情況物料的蒸發(fā)和蒸餾。刮板式薄膜蒸發(fā)器性能特點(diǎn)
薄膜蒸發(fā)器具備的下述獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),是常規(guī)膜式蒸發(fā)器所不能比擬的:
1.很小的壓力損失 在旋轉(zhuǎn)刮板薄膜蒸發(fā)器中,物料“流”與二次蒸汽“流”是兩個(gè)單獨(dú)的“通道”:物料是沿蒸發(fā)筒體內(nèi)壁(強(qiáng)制成膜)降膜而下;而由蒸發(fā)面蒸發(fā)出的二次蒸汽則從筒體中央的空間幾乎無(wú)阻礙地離開(kāi)蒸發(fā)器,因此壓力損失(或稱阻力降)是很小的。
2.可實(shí)現(xiàn)真正真空條件下操作正由于二次蒸汽由蒸發(fā)面到冷凝器的阻力很小,因此可使整個(gè)蒸發(fā)筒體內(nèi)壁的蒸發(fā)面維持較高的真空度(可達(dá)-750mmHg以上),幾乎等于真空系統(tǒng)出口的真空度。由于真空度的提高,有效降低了被處理物料的沸點(diǎn)。
3.高傳熱系數(shù),高蒸發(fā)強(qiáng)度物料沸點(diǎn)的降低,增大了與熱介質(zhì)的溫度差;呈湍流狀態(tài)的液膜,降低了熱阻;同樣,阻止物料在壁面結(jié)焦、結(jié)垢,也提高了蒸發(fā)筒壁的分傳熱系數(shù);旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)可高達(dá)8000KJ/h·㎡·℃,因此其蒸發(fā)強(qiáng)度很高。
4.低溫蒸發(fā)由于蒸發(fā)筒體內(nèi)能維持較高的真空度,被處理物料的沸點(diǎn)大大降低,因此特別適合熱敏性物料的低溫蒸發(fā)。
5.過(guò)流時(shí)間短物料在蒸發(fā)器內(nèi)的過(guò)流時(shí)間很短,約土10秒左右,不結(jié)焦,不結(jié)垢;對(duì)于常用的活動(dòng)刮板而言,其刮動(dòng)物料的端面有導(dǎo)流的溝槽,其斜角通常為45°,改變斜角的角度,可改變物料的過(guò)流時(shí)間,物料在刮板的刮動(dòng)下,呈螺旋下降離開(kāi)蒸發(fā)段。縮短過(guò)流時(shí)間,有效防止產(chǎn)品在蒸發(fā)過(guò)程中的分解、聚合或變質(zhì)。對(duì)于常用的活動(dòng)刮板而言,其刮動(dòng)物料的端面有導(dǎo)流的溝槽,其斜角通常為45°,改變斜角的角度,可改變物料的過(guò)流時(shí)間,物料在刮板的刮動(dòng)下,呈螺旋下降離開(kāi)蒸發(fā)段。
6.可利用低品位蒸汽蒸汽是常用的熱介質(zhì),由于降低了物料的沸點(diǎn),在保證相同Δt的條件下,就可降低加熱介質(zhì)的溫度,利用低品位的蒸汽,有利于能量的綜合利用。特別適宜作為多效蒸發(fā)的末效蒸發(fā)器。
7.適應(yīng)性強(qiáng)、操作方便獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使該產(chǎn)品可處理一些常規(guī)蒸發(fā)器不易處理的高粘度、含顆粒、熱敏性及易結(jié)晶的物料。旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器操作彈性大,運(yùn)行工況穩(wěn)定,且維護(hù)工作量小,維修方便外形尺寸與實(shí)際設(shè)備尺寸可能略有變動(dòng),
1.夾套壓力:常規(guī)按0.4Mpa蒸汽設(shè)計(jì),也可按用戶要求的另行設(shè)計(jì),當(dāng)采用導(dǎo)熱油時(shí),也可另行設(shè)計(jì);
2.蒸發(fā)內(nèi)筒真空度:常規(guī)按-0.09Mpa(約-680mmHg),也可按用戶要求達(dá)到-0.095Mpa(約-720mmHg)和-0.0986Mpa(約-750mmHg);
3.主筒體(與物料接觸部份)及夾套材質(zhì):可根據(jù)用戶及實(shí)際需要,采用搪瓷、碳鋼、SUS304、316L、316Ti、.310S或鈦材、鎳材等
搪瓷刮板式薄膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)
1.電機(jī)、減速機(jī)它是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置。
2.分離筒物料由設(shè)在分離筒身下端的入口切向進(jìn)入蒸發(fā)器,并經(jīng)安裝在分離筒身內(nèi)的布料器被連續(xù)均勻地分布于蒸發(fā)筒身內(nèi)壁,從蒸發(fā)筒身蒸發(fā)出的二次蒸汽上升至分離筒,經(jīng)安裝在內(nèi)的氣液分離器,將二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫分離,二次蒸汽從上端的出口引出蒸發(fā)器。依據(jù)于蒸發(fā)器內(nèi)阻力計(jì)算的分離筒身的合理設(shè)計(jì),是避免物料“短路”的關(guān)鍵因素之一。此外亦可以作為溶劑回收,蒸餾塔底再沸器,或某種化合物瞬間反應(yīng)等多用途。(所謂“短路”,系指物料剛進(jìn)蒸發(fā)器,尚未完成蒸發(fā)過(guò)程,即從二次蒸汽出口離開(kāi)蒸發(fā)器。)
3.布料器布料器安裝在轉(zhuǎn)子上。合理的設(shè)計(jì),使從切線方向進(jìn)入蒸發(fā)器的物料,通過(guò)旋轉(zhuǎn)的布料器,被連續(xù)均勻地呈膜上潑布在蒸發(fā)面上。
4.氣液分離器旋片式氣液分離器安裝在分離筒上方,它將上升的二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫捕集,并使之回落到蒸發(fā)面上。5.蒸發(fā)筒身又稱加熱筒身。它是被旋轉(zhuǎn)刮板強(qiáng)制成膜的物料與夾套內(nèi)加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換的蒸發(fā)面。蒸發(fā)筒身的內(nèi)徑及長(zhǎng)度由蒸發(fā)面積及適宜的長(zhǎng)徑比確定。4、低溫蒸發(fā):由于蒸發(fā)面可維持較高的真空度,使被處理物料的沸點(diǎn)大大降低,因此特備適宜于熱敏性物料的低溫蒸發(fā)。加熱筒身內(nèi)壁經(jīng)專(zhuān)用機(jī)床加工和拋光,且與兩端法蘭連接面一次加工而就,保證設(shè)備整體圓心度。經(jīng)過(guò)拋光(必要時(shí)鏡面拋光)的筒身內(nèi)壁光滑潔亮,不易粘料和結(jié)垢,有效保證了設(shè)備的高傳熱系數(shù)。
5.1若加熱介質(zhì)為蒸汽,加熱筒身一般采用夾套形式。5.2若加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油或高壓蒸汽時(shí),加熱筒身一般采用半管形式。
6.轉(zhuǎn)子安裝在蒸發(fā)器筒體內(nèi)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)架組成。轉(zhuǎn)子由電機(jī)、減速機(jī)驅(qū)動(dòng),并帶動(dòng)刮板作圓周運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)架采用不銹鋼精密鑄件加工而成,使其強(qiáng)度、幾何尺寸、穩(wěn)定性等都得到有效保證。
7.刮板由于刮板的運(yùn)動(dòng),將物料不斷地在蒸發(fā)面上刮成薄膜,以達(dá)到薄膜蒸發(fā)的效果。根據(jù)物料的粘度等特性
8.底封頭單獨(dú)設(shè)計(jì)的W型底封頭,并配置耐高溫自潤(rùn)滑軸承,既便于物料的出料,同時(shí),便于底軸承的維護(hù)和維修 。