刮板式薄膜蒸發器的內部結構深度剖析

今天(tian)為大家詳(xiang)細說說刮板式(shi)旋(xuan)轉薄膜(mo)蒸發器，尤其是它的(de)結構(gou)特點(dian)和性(xing)能(neng)特點(dian)，多多了解每種(zhong)蒸發器的(de)選型(xing)能(neng)讓你在(zai)選擇蒸發器時能(neng)夠充分了解它的(de)性(xing)能(neng)與適用物料。

      旋轉刮板薄膜蒸發(fa)器(qi)是一種通(tong)過旋轉刮板強(qiang)制成(cheng)膜，可在真空條件下進行降膜蒸發(fa)的新型高效蒸發(fa)器(qi)。它(ta)傳(chuan)熱(re)系數大、蒸發(fa)強(qiang)度(du)高、過流(liu)時間短(duan)、操作彈性(xing)大，尤其適宜熱(re)敏性(xing)物(wu)料(liao)、高粘度(du)物(wu)料(liao)及易(yi)結晶含顆(ke)粒物(wu)料(liao)的蒸發(fa)濃縮、脫氣脫溶、蒸餾提純。因此，在化工(gong)、石化、醫藥(yao)、農藥(yao)、日化、食品、精(jing)細化工(gong)等行業(ye)獲得廣泛應用(yong)。

結(jie)構特點

     刮板式(shi)薄(bo)膜蒸(zheng)發器的主要結構如(ru)圖1所示，各結構件(jian)分述如(ru)下：

1電機(ji)、減速機(ji)

      它是轉子(zi)旋轉的驅動裝置(zhi)。轉子(zi)的轉動速度(du)將起決(jue)于刮(gua)板(ban)的形(xing)式(shi).物(wu)料的粘度(du)和蒸發(fa)(fa)筒身內(nei)徑；選擇刮(gua)板(ban)合適(shi)的線速度(du)是保證(zheng)蒸發(fa)(fa)器穩定可靠運(yun)行及滿意蒸發(fa)(fa)效(xiao)果的重要(yao)參數之(zhi)一。

2分離筒

      物料由設在分(fen)離(li)(li)(li)筒身下端(duan)的(de)入口切向進入蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)器(qi)，并經安(an)裝在分(fen)離(li)(li)(li)筒身內的(de)布料器(qi)被連續均勻地分(fen)布于蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)筒身內壁，從(cong)蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)筒身蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)出的(de)二次(ci)蒸(zheng)(zheng)汽上升至(zhi)分(fen)離(li)(li)(li)筒，經安(an)裝在內的(de)氣液分(fen)離(li)(li)(li)器(qi)，將二次(ci)蒸(zheng)(zheng)汽可能挾(xie)帶的(de)液滴或泡沫分(fen)離(li)(li)(li)，二次(ci)蒸(zheng)(zheng)汽從(cong)上端(duan)的(de)出口引出蒸(zheng)(zheng)發(fa)(fa)(fa)器(qi)。

      依(yi)據于蒸發器(qi)(qi)內(nei)阻力(li)計算的分(fen)離筒身的合理設計，是(shi)避免物(wu)料(liao)“短路”的關鍵(jian)因(yin)素之(zhi)一。(所(suo)謂“短路”，系指物(wu)料(liao)剛(gang)進蒸發器(qi)(qi)，尚未完成蒸發過程，即從二(er)次蒸汽出口離開蒸發器(qi)(qi)。

3布料(liao)器

      布料(liao)器安裝在轉子上。合理的(de)設計，使從切(qie)線(xian)方向進入蒸發器的(de)物料(liao)，通過旋轉的(de)布料(liao)器，被(bei)連續均(jun)勻地呈膜(mo)上潑布在蒸發面上。

4氣(qi)液分離器

      旋(xuan)片(pian)式(shi)氣液分(fen)(fen)離器安裝在分(fen)(fen)離筒上方，它將上升的二(er)次(ci)蒸汽可能(neng)挾帶的液滴或(huo)泡沫捕(bu)集，并使之(zhi)回落到(dao)蒸發面上。

5蒸發筒身

      又稱加(jia)熱筒身。它是(shi)被旋轉刮板強制成膜的(de)物料與(yu)夾套內(nei)加(jia)熱介(jie)質進行(xing)熱交換(huan)的(de)蒸(zheng)發面。蒸(zheng)發筒身的(de)內(nei)徑(jing)及長度(du)由蒸(zheng)發面積及適宜的(de)長徑(jing)比確定。

加熱筒身內壁經專(zhuan)用機床加工(gong)和拋光，且與(yu)兩端法蘭(lan)連接(jie)面(mian)一次(ci)加工(gong)而就，保證(zheng)(zheng)設備(bei)整體圓心(xin)度。經過拋光的筒身內壁光滑潔亮，不易粘料和結垢，有效(xiao)保證(zheng)(zheng)了設備(bei)的高(gao)傳熱系數。

• 若(ruo)加熱介質為蒸汽，加熱筒身(shen)一般采(cai)用(yong)夾套形式(shi)。

• 若加(jia)熱介(jie)質為導熱油或高壓蒸汽時，加(jia)熱筒身一(yi)般采(cai)用(yong)半(ban)管形式。

6轉(zhuan)子

 ;     安裝在蒸(zheng)發器(qi)筒體內(nei)的(de)轉(zhuan)(zhuan)子由(you)轉(zhuan)(zhuan)軸與轉(zhuan)(zhuan)架組成。轉(zhuan)(zhuan)子由(you)電機、減速機驅動，并帶動刮(gua)板作圓周運動。轉(zhuan)(zhuan)架采用(yong)不銹鋼精密鑄件加工而成，使其強度、幾何尺寸、穩定性等(deng)都得到有效保證(zheng)。

7刮板

      由于(yu)刮板(ban)的(de)運(yun)動，將物料不斷(duan)地在蒸發(fa)面上(shang)刮成薄膜(mo)，以達到薄膜(mo)蒸發(fa)的(de)效(xiao)果。

根據物料的粘度等特性，有下述三種刮板形式可供選擇(ze)：

1.滑動刮板(見圖(tu)2)

      滑動(dong)刮板(ban)是(shi)一種(zhong)最基本、最常見的刮板(ban)形(xing)式。刮板(ban)被安裝在轉子(zi)的四條刮板(ban)導槽內(nei)，由(you)于受(shou)轉子(zi)旋(xuan)轉的離心力作用而(er)沿(yan)徑向甩向蒸發筒體內(nei)壁面(mian)，同時隨轉子(zi)一起作圓(yuan)周(zhou)運(yun)動(dong)。

      刮(gua)板的(de)這種刮(gua)動，使物料(liao)在蒸(zheng)發壁面上(shang)呈膜狀(zhuang)湍(tuan)流狀(zhuang)態，極大提高了傳熱系數，同(tong)時這種連(lian)續不(bu)斷的(de)刮(gua)動，有效地(di)抑制物料(liao)的(de)過熱、干壁和結垢等現象。

通常，刮板采用填(tian)充聚(ju)四氟(fu)乙烯材質，它適宜低于(yu)150℃的工作溫度；當蒸發溫度高于(yu)150℃時，需采用碳(tan)纖維(wei)材質。刮板的端(duan)面加工有呈(cheng)一定角(jiao)度的導(dao)液槽。

2.固定刮板(見(jian)圖3)

      固定刮板都采(cai)用金屬材(cai)料，它(ta)被剛性連接在轉(zhuan)子上，刮板的(de)長度(du)同蒸發筒身(shen)，旋(xuan)轉(zhuan)刮板與蒸發筒身(shen)內壁的(de)間(jian)隙僅為1-2mm，要求較(jiao)高(gao)的(de)加工與安(an)裝精度(du)，它(ta)適宜特高(gao)粘度(du)及易起泡沫物料的(de)蒸發濃縮、脫(tuo)溶或提純。

3.鉸鏈(lian)刮板(見圖4)

      這種刮(gua)板(ban)(ban)(ban)適宜(yi)于(yu)易在(zai)加熱面(mian)(mian)上(shang)結垢的物(wu)料，刮(gua)板(ban)(ban)(ban)通常采(cai)用(yong)金屬(shu)件，采(cai)用(yong)活動鉸鏈方(fang)式(shi)將刮(gua)板(ban)(ban)(ban)安(an)裝在(zai)轉架(jia)上(shang)。當(dang)轉子轉動時，由于(yu)離心力的作用(yong)，刮(gua)板(ban)(ban)(ban)被(bei)緊壓在(zai)蒸發筒體內壁(bi)，(與壁(bi)面(mian)(mian))呈一定(ding)角度(du)在(zai)壁(bi)面(mian)(mian)滑動，將物(wu)料刮(gua)成(cheng)薄膜(mo)，且防止壁(bi)面(mian)(mian)結垢。

8底封頭

       單獨(du)設計的(de)W型底(di)封頭(tou)，并配置耐高(gao)溫(wen)自潤滑軸承，既便(bian)于(yu)物料的(de)出料，同時，便(bian)于(yu)底(di)軸承的(de)維(wei)護和(he)維(wei)修。

性能特點

      刮板(ban)式薄膜(mo)蒸(zheng)發器具(ju)備的(de)(de)下述獨特的(de)(de)優點(dian)，是常規膜(mo)式蒸(zheng)發器所不(bu)能(neng)比擬(ni)的(de)(de)：

1極小(xiao)的壓(ya)力(li)損(sun)失(shi)

      在(zai)旋(xuan)轉刮板薄膜(mo)蒸(zheng)發器(qi)中，物(wu)料“流(liu)”與二次蒸(zheng)汽“流(liu)”是兩個獨立的(de)(de)“通(tong)道”：物(wu)料是沿蒸(zheng)發筒體(ti)內(nei)壁(強制成膜(mo))降(jiang)膜(mo)而(er)下(xia)；而(er)由蒸(zheng)發面(mian)蒸(zheng)發出(chu)的(de)(de)二次蒸(zheng)汽則從筒體(ti)中央(yang)的(de)(de)空(kong)間(jian)幾乎無阻礙地離開蒸(zheng)發器(qi)，因此壓力(li)損失(或稱阻力(li)降(jiang))是極(ji)小的(de)(de)。

2可(ke)實(shi)現(xian)真正真空條(tiao)件(jian)下的操作

       正由于(yu)(yu)二次蒸汽(qi)由蒸發面到冷凝器的(de)阻(zu)力(li)極小，因此可使(shi)整(zheng)個(ge)蒸發筒體(ti)內壁的(de)蒸發面維持較高(gao)的(de)真(zhen)空度(可達-750mmHg以(yi)上)，幾乎等(deng)于(yu)(yu)真(zhen)空系(xi)統出口的(de)真(zhen)空度。由于(yu)(yu)真(zhen)空度的(de)提高(gao)，有效降低了被(bei)處(chu)理物料的(de)沸點。

3高傳熱系數，高蒸發強度(du)

       物料(liao)沸(fei)點的(de)(de)(de)降低(di)，增大了(le)(le)與熱介質的(de)(de)(de)溫度(du)差；呈湍流狀態的(de)(de)(de)液膜(mo)，降低(di)了(le)(le)熱阻；同(tong)樣，抑制物料(liao)在壁(bi)面結焦、結垢(gou)，也提高(gao)了(le)(le)蒸發(fa)筒(tong)壁(bi)的(de)(de)(de)分傳熱系(xi)數；高(gao)效旋轉(zhuan)薄(bo)膜(mo)蒸發(fa)器的(de)(de)(de)總傳熱系(xi)數可高(gao)達8000KJ/h·㎡·℃，因此其蒸發(fa)強度(du)很高(gao)。

4低溫蒸發

       由于蒸發筒體內能維(wei)持較高的(de)真空度(du)，被(bei)處理物(wu)料(liao)的(de)沸點大大降低，因(yin)此(ci)特別(bie)適合熱敏性物(wu)料(liao)的(de)低溫蒸發。

5過流時(shi)間短

       物料在蒸(zheng)發(fa)(fa)器內的(de)過(guo)流時(shi)間(jian)(jian)很短(duan)，小于10秒左右(you)；對(dui)于常(chang)用的(de)活動(dong)刮(gua)板(ban)而言，其刮(gua)動(dong)物料的(de)端面有導流的(de)溝槽(見圖5)，其斜(xie)角通常(chang)為(wei)45°，改(gai)變斜(xie)角的(de)角度，可改(gai)變物料的(de)過(guo)流時(shi)間(jian)(jian)，物料在刮(gua)板(ban)的(de)刮(gua)動(dong)下，呈(cheng)螺(luo)旋下降離開蒸(zheng)發(fa)(fa)段。縮短(duan)過(guo)流時(shi)間(jian)(jian)，有效(xiao)防止產品在蒸(zheng)發(fa)(fa)過(guo)程(cheng)中的(de)分解、聚合或變質。

6可利用低(di)品位蒸汽

       蒸(zheng)(zheng)汽是常用的(de)(de)(de)熱(re)(re)介質(zhi)，由于降低(di)了(le)物(wu)料的(de)(de)(de)沸點，在保證相同Δt的(de)(de)(de)條件下，就(jiu)可降低(di)加熱(re)(re)介質(zhi)的(de)(de)(de)溫度，利(li)用低(di)品(pin)位的(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽，有利(li)于能量的(de)(de)(de)綜合利(li)用。特別(bie)適宜作為多效蒸(zheng)(zheng)發的(de)(de)(de)末(mo)效蒸(zheng)(zheng)發器。

7適(shi)應(ying)性(xing)強(qiang)、操作(zuo)方便

 ;      獨特的(de)結(jie)構設計(ji)，使該產品(pin)可(ke)處理一些常規(gui)蒸發(fa)器(qi)不易處理的(de)高(gao)粘度、含顆粒(li)、熱敏性(xing)及易結(jie)晶的(de)物料(liao)。

旋轉薄(bo)膜(mo)蒸(zheng)發器操(cao)作彈(dan)性(xing)大，運行工(gong)況穩定，且維護(hu)工(gong)作量小(xiao)，維修(xiu)方便。

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