單效升膜式濃縮設(shè)備屬外加熱式自然循環(huán)的液膜式濃縮設(shè)備。主要由加熱器、分離器、霧沫捕集器、水力噴射器、循環(huán)管等部分組成。加熱器為一垂直豎立的長形容器,內(nèi)有許多垂直長管。對(duì)于加熱管的直徑和長度的選擇要適當(dāng),管徑不宜過大,一般在35~80mm之間,管長與管徑之比恰當(dāng),一般為100~150。這樣才能使加熱面供應(yīng)足夠成膜的氣速。事實(shí)上,由于蒸發(fā)流量和流速是沿加熱管上升而增加,故爬膜工作狀況也是逐步形成的。 [1]
料液從加熱器的底部進(jìn)入管內(nèi),經(jīng)加熱蒸汽加熱沸騰后迅速汽化,所產(chǎn)生的二次蒸汽及料液沿其內(nèi)壁呈膜狀高速上升,進(jìn)行連續(xù)傳熱蒸發(fā)。這樣料液從加熱器的底部至管子出口處逐漸被濃縮,濃縮后的料液以高速進(jìn)入蒸發(fā)分離室,通過蒸發(fā)分離室的離心分離作用,二次蒸汽從分離室頂部排出;達(dá)到濃度要求的濃縮液從分離室底部排出,沒有達(dá)到濃度的濃縮液通過循環(huán)管,再回到加熱器底部,進(jìn)行二次濃縮。 [2]
單效升膜式濃縮設(shè)備有以下特點(diǎn) [4] :結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,占地面積及占空閱位置小,設(shè)備投資少,經(jīng)濟(jì)使用。生產(chǎn)能力大,傳熱系數(shù)高, 傳熱系數(shù)K可達(dá)到1745(W/m 2·K))。熱能利用率較盤管式濃縮設(shè)備高,而蒸汽消耗量較低。
蒸發(fā)器是列管式的換熱器,管程用作液體的流入與流出,殼程用作對(duì)蒸汽進(jìn)行加熱,液體的物料從蒸發(fā)器頂部進(jìn)入,通過分布器的分布進(jìn)入到加熱管中,其液體沿著加熱管向下流出,并在加熱過程中被蒸發(fā),濃縮的液體與氣體在進(jìn)行分離。
升一降膜蒸發(fā)器是指由升膜管束和降膜管束組合而成。蒸發(fā)器的底部封頭內(nèi)有一隔板,將加熱管束均分為二。原料液在預(yù)熱器中加熱達(dá)到或接近沸點(diǎn)后,引入升膜加熱管束的底部,汽、液混合物經(jīng)管束由頂部流入降膜加熱管束,然后轉(zhuǎn)入分離器,完成液由分離器底部取出。溶液在升膜和降膜管束內(nèi)的布膜及操作情況分別與前述的升膜及降膜蒸發(fā)器內(nèi)的情況完全相同。
外加熱式蒸發(fā)器是由列管式加熱器、分離室及循環(huán)管三個(gè)主要部件組成,屬自然循環(huán)式流發(fā)器。這種蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是加熱室與分離室分開,這樣既便于清洗與更換,而且降低了蒸發(fā)器的總高度。