蒸發(fā)設(shè)備的認(rèn)知與操作-循環(huán)型（非膜式）蒸發(fā)器

WZI型外循環(huán)式真空蒸發(fā)器WZI型外循環(huán)式真空蒸發(fā)器WZI型外循環(huán)式真空蒸發(fā)器簡稱外循環(huán)式真空蒸發(fā)器、真空蒸發(fā)器、蒸發(fā)器，是濃縮設(shè)備的一種。WZI型外循環(huán)式真空蒸發(fā)器，是一種在真空系統(tǒng)下操作的自然循環(huán)型蒸發(fā)器。有一效、二效、三效系列規(guī)格，另有Q型為強(qiáng)制外循環(huán)蒸發(fā)器。本品可廣泛用于醫(yī)藥、食品、化工、輕工等行業(yè)的水或有機(jī)溶媒溶液的蒸發(fā)濃縮。特別適用于熱敏性物料，（例如中藥生產(chǎn)的水、醇提取液、抗生素發(fā)酵液、牛奶、果汁等），在真空條件下進(jìn)行低溫連續(xù)濃縮，可確保產(chǎn)品質(zhì)量。WZI型外循環(huán)式真空蒸發(fā)器列文蒸發(fā)器列文蒸發(fā)器如圖16.2-5所示，列文蒸發(fā)器是自然循環(huán)蒸發(fā)器中比較先進(jìn)的一種型式，主要部件為加熱室、沸騰室、循環(huán)管和分離室。它的主要特點是在加熱室的上部有一段大管子，即在加熱管的上面增加了一段液柱，使加熱管內(nèi)的溶液所受的壓力增大，因此溶液在加熱管內(nèi)不至于達(dá)到沸騰狀態(tài)。隨著溶液的循環(huán)上升，溶液所受的壓強(qiáng)逐步減小，通過工藝條件的控制，使溶液在脫離加熱器時開始沸騰，這樣，溶液的沸騰層移到了加熱室外進(jìn)行，從而減少了溶液在加熱管壁上因沸騰濃縮而析出結(jié)晶或結(jié)垢的機(jī)會。由于列文蒸發(fā)器具有這種特點，所以又稱為管外沸騰式蒸發(fā)器。圖16.2-5列文蒸發(fā)器1—加熱室；2—沸騰室；3—分離室；4—循環(huán)管；5—完成液出口；6—加料口列文蒸發(fā)器中循環(huán)管的截面積比一般自然循環(huán)型蒸發(fā)器的截面積都要大，通常為加熱管總截面積的2～3.5倍，這樣，溶液循環(huán)時的阻力減?。患又訜峁芎脱h(huán)管都相當(dāng)長，通?？蛇_(dá)7～8m，循環(huán)管不受熱，因此，兩個管段中溶液的溫差較高，密度差較大，從而造成了比一般自然循環(huán)蒸發(fā)器要大的循環(huán)推動力，溶液的循環(huán)速度可以達(dá)到2～3m/s，整個蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)可以接近于強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的數(shù)值，而不必付出額外的動力。化工企業(yè)中，如燒堿生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。但設(shè)備相當(dāng)龐大，金屬消耗量大，需要高大的廠房。為了保證較高的溶液循環(huán)速度，要求有較大的溫度差，因而要使用壓力較高的加熱蒸汽。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器上述幾種蒸發(fā)器均為自然循環(huán)型蒸發(fā)器，即靠加熱管與循環(huán)管內(nèi)溶液的密度差作為推動力，導(dǎo)致溶液的循環(huán)流動，因此循環(huán)速度一般較低，尤其在蒸發(fā)黏稠溶液（易結(jié)垢及有大量結(jié)晶析出）時就更低。為提高循環(huán)速度，可用循環(huán)泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，如圖16.2-4所示。這種蒸發(fā)器的循環(huán)速度可達(dá)1.5～5。其優(yōu)點是傳熱系數(shù)大，利于處理黏度較大、易結(jié)垢、易結(jié)晶的物料。但該蒸發(fā)器的動力消耗較大，每平方米傳熱面積消耗的功率約為0.4～0.8。16.2-2懸筐式蒸發(fā)器圖16.2-3外加熱式蒸發(fā)器1—加熱室；2—分離室；3—除沫器；1—加熱室；2—蒸發(fā)室；3—循環(huán)管4—環(huán)形循環(huán)通道圖16.2-4強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器外加熱式蒸發(fā)器外加熱式蒸發(fā)器如圖16.2-3所示。其主要特點是把加熱器與分離室分開安裝，這樣不僅易于清洗、更換，同時還有利于降低蒸發(fā)器的總高度。這種蒸發(fā)器的加熱管較長(管長與管徑之比為50～100)，且循環(huán)管又不被加熱，故溶液的循環(huán)速度可達(dá)1.5，它既利于提高傳熱系數(shù)，也利于減輕結(jié)垢。圖16.2-3外加熱式蒸發(fā)器1—加熱室；2—蒸發(fā)室；3—循環(huán)管懸筐式蒸發(fā)器懸筐式蒸發(fā)器其結(jié)構(gòu)如圖16.2-2所示，它的加熱室像個籃筐，懸掛在蒸發(fā)器殼體的下部，作用原理與中央循環(huán)管式相同，加熱蒸汽從蒸發(fā)器的上部進(jìn)入加熱管的管隙之間，溶液仍然從管內(nèi)通過，并經(jīng)外殼的內(nèi)壁與懸筐外壁之間的環(huán)隙中循環(huán)，環(huán)隙截面積一般為加熱管總面積的100％～150％。這種蒸發(fā)器的優(yōu)點是溶液循環(huán)速度比中央循環(huán)管式要大（—般在1～1.5m/s），而且，加熱器被液流所包圍，熱損失也比較?。淮送?，加熱室可以由上方取出，清洗和檢修比較方便。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬耗量大。它適用于容易結(jié)晶的溶液的蒸發(fā)，這時可增設(shè)析鹽器，以利于析出的晶體與溶液分離。圖16.2-2懸筐式蒸發(fā)器1—加熱室；2—分離室；3—除沫器4—環(huán)形循環(huán)通道中央循環(huán)管式蒸發(fā)器中央循環(huán)管式蒸發(fā)器中央循環(huán)管式蒸發(fā)器為最常見的蒸發(fā)器，其結(jié)構(gòu)如圖16.2-1所示。它主要由加熱室、蒸發(fā)室、中央循環(huán)管和除沫器組成。蒸發(fā)器的加熱器由垂直管束構(gòu)成，管束中央有一根直徑較大的管子，稱為中央循環(huán)管，其截面積一般為管束總截面積的40％～100％。當(dāng)加熱蒸汽(介質(zhì))在管間冷凝放熱時，由于加熱管束內(nèi)單位體積溶液的受熱面積遠(yuǎn)大于中央循環(huán)管內(nèi)溶液的受熱面積，因此，管束中溶液的相對汽化率就大于中央循環(huán)管的汽化率，所以管束中的氣液混合物的密度遠(yuǎn)小于中央循環(huán)管內(nèi)氣液混合物的密度。這樣造成了混合液在管束中向上、在中央循環(huán)管向下的自然循環(huán)流動?；旌弦旱难h(huán)速率與密度差和管長有關(guān)。密度差越大，加熱管越長，循環(huán)速率越大。但這類蒸發(fā)器受總高限制，通常加熱管為1～2，直徑為25～75，長徑比為20～40。中央循環(huán)管蒸發(fā)器的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制造方便，操作可靠，投資費用少。缺點是清理和檢修麻煩，溶液循環(huán)速率較低，一般僅在0.5以下，傳熱系數(shù)