一、概述
薄膜蒸發(fā)器是通過旋轉刮膜器強制成膜,并高速流動,熱傳遞效率高,停留時間短(約10~50秒),可在真空條件下進行降膜蒸發(fā)的一種新型高效蒸發(fā)器。
它由一個或多個帶夾套加熱的圓筒體及筒內旋轉的刮膜器組成。刮膜器將進料連續(xù)地在加熱面刮成厚薄均勻的液膜并向下移動;在此過程中,低沸點的組份被蒸發(fā),而殘留物從蒸發(fā)器底部排出。
二、性能特點
1、真空壓降?。?/span>
物料汽化氣體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5mmHg。
2、操作溫度低:
由于上述特性,這使得蒸發(fā)過程可以保持在較高真空度條件下進行。由于真空度的提高,與之相應的物料沸點迅速降低,因此,操作可以在較低溫度下進行,降低了產品的熱分解。
3、受熱時間短:
由于刮板式薄膜蒸發(fā)器的獨特結構,刮膜器具有泵送作用,使得物料在蒸發(fā)器內的停留時間很短;另,在加熱的蒸發(fā)器上由于薄膜的高速湍流使得產品不會滯留在蒸發(fā)器表面。因此,特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)。
4、蒸發(fā)強度高:
物料沸點的降低,增大了同熱介質的溫度差;刮膜器的功能,減小了呈現湍流狀態(tài)的液膜厚度,降低了熱阻。同時,在這過程中抑制物料在加熱面結壁、結垢,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。
5、操作彈性大:
正是由于刮板式薄膜蒸發(fā)器獨有的性能,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)過程也能平穩(wěn)蒸發(fā)。
三、應用領域
在熱交換工程中,刮板式薄膜蒸發(fā)器得到廣乏的應用。尤其對熱敏性物料(時間短暫)的熱交換,刮膜器有利于熱交換的進行,并通過不同的刮膜器設計,能進行復雜產品的蒸餾。
刮膜蒸發(fā)器已在下述領域用于蒸發(fā)濃縮、脫溶、汽提、反應、脫氣、除臭(氣)味等為目的,取得了良好效果:
中、西藥:抗生素,糖液,雷公滕、黃芪等中草藥,甲基咪唑、單腈胺等中間體;
輕工食品:果汁,肉汁,色素,香精,香料,酶制劑、乳酸、木糖、淀粉糖,山梨酸鉀;
油脂日化:卵磷酯,VE,魚肝油,油酸,甘油,脂肪酸,廢潤滑油,烷基多糖苷,醇醚硫酸鹽等;
合成樹脂:聚酰胺樹脂,環(huán)氧樹脂,多聚甲醛,PPS(癸二酸聚丙烯酯),PBT,甲酸丙烯酯;
合成纖維:PTA,DMT,炭素纖維,聚四氫呋喃,聚醚多元醇等;
石油化學:TDI,MDI,三甲基氫醌,三羥甲基丙烷,氫氧化鈉等;
農藥生物:乙草胺、丙草胺、毒死蜱、呋喃酚、廣滅靈、等除草劑,殺蟲劑、除莠劑,除螨劑;
廢 水:無機鹽廢水等;
四、工作原理
物料從加熱區(qū)的上方徑向進入蒸發(fā)器;經布料器分布到蒸發(fā)器加熱壁面,然后,旋轉的刮膜器將物料連續(xù)均勻地加熱面上刮成厚薄均勻的液膜,并以螺旋狀向下推進。在此過程中,旋轉的刮膜器保證連續(xù)和均勻的液膜產生高速湍流,并阻止液膜在加熱面結焦、結垢,從而提高傳總系數。輕組份被蒸發(fā)形成蒸汽流上升,經汽液分離器到達和蒸發(fā)器直接相連的外置冷凝器;重組份從蒸發(fā)器底部的錐體排出。
一個獨特的布料器不僅僅具有將物料均勻地潑向蒸發(fā)器內壁,防止物料濺到蒸發(fā)器內部噴入蒸汽流,還具有防止剛進入的物料在此處閃蒸,有利于泡沫的消除,物料只能沿著加熱面蒸發(fā)。
在刮膜蒸發(fā)器的上部配有一個依據物料特性設計的離心式分離器,將上升蒸汽流中的液滴分離出來并返回布料器。