蒸發(fā)設備

蒸發(fā)設備

蒸發(fā)設備也叫蒸發(fā)器,是通過加熱使溶液濃縮或從溶液中析出晶粒的設備。主要由加熱室和蒸發(fā)室兩個部分組成。加熱室是用蒸汽將溶液加熱并使之沸騰的部分，但有些設備則另有沸騰室。蒸發(fā)室又稱分離室，是使氣液分離的部分。加熱室(或沸騰室)中沸騰所產(chǎn)生的蒸氣帶有大量的液沫，到了空間較大的分離室，液沫由于自身凝聚或室內的捕沫器等的作用而得以與蒸氣分離。蒸氣常用真空泵抽引到冷凝器進行凝縮，冷凝液由器底排出。

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蒸發(fā)設備種類繁多，構造也各不相同。根據(jù)循環(huán)原理可分為自然循環(huán)蒸發(fā)器、強制循環(huán)蒸發(fā)器、單程蒸發(fā)器，也有根據(jù)操作原理來分類的。廣泛應用于化學和食品等工業(yè)。根據(jù)對蒸發(fā)器產(chǎn)品出料濃度的直接測量，通過控制蒸發(fā)器產(chǎn)品出料流量大小使產(chǎn)品濃度穩(wěn)定在某一允許范圍內的控制方法。直接測量產(chǎn)品濃度的方法有折光儀測定法、比重法和實驗分析測定法等。根據(jù)蒸發(fā)器中壓力變化對溶液沸點的影響和對水沸點的影響基本一致，即壓力在一定范圍內變化時，一定濃度的溶液沸點和水的沸點(飽和水蒸氣溫度)之差即溫差基本不變的原則，采用溫差反映物料濃度進行控制的方法。常用于蒸發(fā)器內壓力不穩(wěn)定或變化幅度較大的場合。這種方法中液相測溫點和汽相測溫點的選擇對于控制效果影響很大，是實際應用的關鍵。根據(jù)蒸發(fā)器內物料濃度與溫度、壓力的函數(shù)關系，用溫度代替物料濃度作為被控量，以加熱蒸汽流量作為控制量進行控制的方法。常用于蒸發(fā)器內壓力較穩(wěn)定，特別是工藝上對濃度和溫度都有嚴格要求的場合。蒸發(fā)器操作需維持被蒸發(fā)介質有恒定的液位。目的是為了固定蒸發(fā)器的傳熱面積，提高熱效率。另外，蒸發(fā)器操作往往需維持恒定的壓力，降低蒸汽消耗和減少物料損失，提高產(chǎn)量和質量。蒸發(fā)器液位的主要控制手段有蒸發(fā)器進料和出料。液位測量需注意以下問題：溶液沸騰產(chǎn)生的泡沫易造成假液位；蒸發(fā)器為密閉容器且要保持一定壓力；蒸發(fā)過程為濃縮過程，濃度增加會造成測量口堵塞。

蒸發(fā)設備的發(fā)展:a)開發(fā)新型蒸發(fā)器：在這方面主要是通過改進加熱管的表面形狀來提高傳熱效果，例如新近發(fā)展起來的板式蒸發(fā)器，不但具有體積小、傳熱效率高、溶液滯留時間短等優(yōu)點，而且其加熱面積可根據(jù)需要而增減，拆卸和清洗方便。又如，在石油化工、天然氣液化中使用的表面多孔加熱管，可使沸騰溶液側的傳熱系數(shù)提高10~20倍。海水淡化中使用的雙面縱槽加熱管，也可顯著提高傳熱效果。b)改善蒸發(fā)器內液體的流動狀況:在蒸發(fā)器內裝入多種形式的湍流構件，可提高沸騰液體側的傳熱系數(shù)。例如將銅質填料裝入自然循環(huán)型蒸發(fā)器后，可使沸騰液體側的傳熱系數(shù)提高50%。這是由于構件或填料能造成液體的湍動，同時其本身亦為熱導體，可將熱量由加熱管傳向溶液內部，增加了蒸發(fā)器的傳熱面積。