單效蒸發器設計解析

單效（xiào）蒸發器主要由加熱室(器)和別離室(器)兩部分組成.別離室又稱蒸騰室.跟著工業技術的迅猛發展，蒸騰設備不斷地改進和立異，

品種繁複，結（jié）構各異.其分類辦法也有（yǒu）不同.按（àn）運用目的分類，可（kě）分為濃縮用蒸（zhēng）騰器和海水（shuǐ）淡化蒸騰器等;按操（cāo）作，可分為間（jiān）歇式和

接連式;按加熱室的結構，可分為管式和非（fēi）管式;按溶液（yè）在加熱室的運動狀況，可分為循環型和非循環型;按別離室壓力巨細，可分

為真空蒸騰與常壓蒸騰;按別離室與加熱室的相對位置，可分為外熱式和內熱式;因為液膜式蒸騰器發展很快，因而，也有人按膜

式（shì）蒸騰器和非膜式蒸騰器來分類.

外熱式蒸騰器

外熱（rè）式蒸騰器如圖5-3所（suǒ）示。因為加（jiā）熱室是設備在別離室的外麵，因而，不隻便於（yú）清洗和替換，並且還可下降蒸騰器的總高度。

這種蒸騰器的加熱管（guǎn）較長(管的長徑比l/d=50~100),循環管又沒有（yǒu）遭到蒸汽加熱，這樣就更有利於（yú）溶液循環速度的進步，可達1.5m/s,

氧化鋁廠的蒸騰（téng）器（qì）多選用這種型式的，它適於處理易結垢的溶液.

升膜式蒸騰器

升膜式蒸騰器如圖5-6所示.其加熱室由垂直長管組成。常用（yòng）的加熱管直（zhí）徑為25~50mm,管長與管徑之比為100-150。質（zhì）料

液經預（yù）熱後（hòu）由加熱室的底部進入（rù），在加熱管內受熱並迅速歡騰汽化，所發生的二次蒸汽在管內高速上升。常壓下二次蒸汽出加熱管

的速度應不低於1Om/s，一般為20~50m/s較合適;減（jiǎn）壓（yā）下可達100~160m/s，乃至更高。溶液為高速上升的蒸汽所帶動，一邊緣管（guǎn）內壁

呈膜狀上升，一邊接連不斷地被蒸騰。這（zhè）樣，溶液在從加熱室底部上升至頂部的進程中逐步被燕（yàn）發，濃縮液與二次蒸汽的混合（hé）物進

入別離器後，完結液被別離而從別離器底部排出，二次蒸汽則從別離器上部排出。

升膜式（shì）蒸騰器適用（yòng）於稀溶液、熱敏（mǐn）性及易起泡（pào）的溶液（yè）。較濃溶液的蒸騰，汽化水量不多，難（nán）以達到所要（yào）求的二（èr）次蒸汽（qì）速度，故

不（bú）適用。對高枯度、易結晶、易結垢（gòu）的溶液同樣也不適用.

降膜蒸騰（téng）器降膜式（shì）蒸騰器如圖5-7所示，料液由（yóu）上部進入，經過液體（tǐ）散布器使液體均勻地成膜狀沿著管內壁在重力效果下下降，在（zài）此進程中

生（shēng）成蒸汽和濃縮液的混（hún）合物，由加熱室（shì）下部抽（chōu）出而（ér）進入別離室，完結汽、液別離。完結液由別離（lí）室的底部排出（chū），二（èr）次蒸汽從別離器

上部排出。

與升膜式蒸騰（téng）器比較（jiào），降膜式的特色如下:

①降膜式蒸騰器更適於熱敏性溶液的（de）蒸騰。因為降（jiàng）膜（mó）式蒸騰器沒有靜壓強效應，不會由此引起（qǐ）溫差丟失;一（yī）起，歡騰傳熱係數和

溫度差的關係不大，即在（zài）較低的傳熱溫差下，傳（chuán）熱係數也較大（dà）。

②降膜式蒸騰器適用於（yú）蒸騰量（liàng）較小的場合.在降膜式蒸騰（téng）器中（zhōng）發生膜狀活動的（de）原（yuán）因與（yǔ）升膜式的不同，前者是因為重力效果及液體對（duì）

管壁的（de）親潤力，而使液體成膜狀沿管壁下（xià）流，即不象後者取（qǔ）決於管內二次蒸汽的速度（dù）。

③降膜式蒸騰器要設置散布器。因為降膜式是借勢力效果成膜的，為（wéi）使每根（gēn）管內液體均勻散布，因而，蒸騰器的上部有液體分

布器。並且散布器還盡量設備得水平，避免液膜活動不均勻。升膜式蒸騰（téng）器，則不需設備這類散布設備。

蒸騰器的特色

常見蒸騰器的特色列於表5-4.

蒸騰器類型挑選

(1)滿意（yì）工藝要（yào）求

①較大的傳熱係數.

②合適溶液（yè）特性，如（rú）粘（zhān）性、起泡性（xìng）、熱敏性、腐蝕性（xìng）等.

③高效地別離液沫(別離（lí）室內裝設捕計（jì）器).

①傳熱麵上塵垢（gòu）的生成速度（dù）緩慢.

⑤溶液在蒸騰進程中所分出的結晶體能排出。

⑥便利地清洗傳熱麵。

⑦最終的二次蒸汽排出，得到（dào）妥善的處（chù）理.

(2)滿意經（jīng）濟耍求

①設備的體積小，金屬材（cái）料的消耗量少。

②製作（zuò）簡單。

③設備、檢修便利（lì）。

①設備運用壽（shòu）命長.

⑤出產牢靠.

⑧熱能利用充沛，操作費用低。

效數的斷定

在規劃流程時應首先考慮選用單效蒸騰，仍是選用多效蒸騰.為了充沛利用熱能，出產中一般（bān）選用多效蒸騰。因為在多效（xiào）蒸騰中，

將前一（yī）效的二次（cì）蒸汽作為（wéi）後效的（de）加熱蒸汽，故可節約加熱蒸汽(生蒸汽)的消耗量。但不是（shì）效數愈多愈（yù）好（hǎo），多效蒸騰的效數遭到經濟上

和技術上的要素的（de）約束。

經濟上的約束是指效數（shù）超越必（bì）定值則經濟上不合算。在（zài）多效蒸騰中，跟著效數的添加，則總（zǒng）蒸騰量相一起所需的生蒸汽量削減，

使操作費用下降。但效數越多，設備費也越多，所以不能無約束（shù）地添加效數。最合（hé）適的效數應使設備費和操作費二者之和（hé）為最小（xiǎo）。

技術上（shàng）的約束是指效數（shù）過多時燕發操作將難（nán）以進行。多效蒸騰中，第一效加熱蒸汽溫度和冷凝器的操作溫度都是（shì）受約束的.即理（lǐ）

論（lùn）傳熱總溫差受約束，在（zài）具體操作條件下，此差值為必定值。當效數添加過多時，分（fèn）配到各效的有用溫度差將會小（xiǎo）至無法確保（bǎo）各效發

生正常的歡騰狀況，蒸騰操作將難以進行。所以效數（shù）也遭到約束.

出產中關於電解質溶液，如（rú）NaOH, NH4NO3等水（shuǐ）溶液（yè），因（yīn）為其沸點升高較大，故一般為2-3效;關（guān）於非電解質溶液，如有機溶（róng）液等，

其沸點升高較（jiào）小，所以效數可（kě）取4-6效。真實（shí）合適的效數，應經過最優化的辦法來斷定.

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