刮板薄膜蒸发器


​​基本内容
刮板式蒸发器　　刮板式薄膜蒸发器，它是一种适应性很强的新型蒸发器，例如对高粘度、热敏性和易结晶、结垢的物料都适用。它主要由加热夹套和刮板组成，夹套内通加热蒸汽，刮板装在可旋转的轴上，刮板和加热夹套内壁保持很小间隙，通常为0.5～1.5 mm。料液经预热后由蒸发器上部沿切线方向加入，在重力和旋转刮板的作用下，分布在内壁形成下旋薄膜，并在下降过程中不断被蒸发浓缩，完成液由底部排出，二次蒸汽由顶部逸出。在某些场合下，这种蒸发器可将溶液蒸干，在底部直接得到固体产品。　　这类蒸发器的缺点是结构复杂（制造、安装和维修工作量大）加热面积不大，且动力消耗大。　　无锡市伟杰环化设备制造有限公司　　刮板蒸发器2　　刮板蒸发器
性能特点
真空压降小：


物料汽化气体从加热面送到外置的冷凝器，存在一定的压差。在一般的蒸发器中，这种压力降（Δp）通常是比较高的，有时甚至高得难于接受。而刮板式薄膜蒸发器有较大的气体穿越空间，蒸发器内压力能看成与冷凝器中的压力几乎相等，因此，压力降很小,真空度可达5mmHg。


操作温度低：


由于上述特性，这使得蒸发过程可以保持在较高真空度条件下进行。由于真空度的提高，与之相应的物料沸点迅速降低，因此，操作可以在较低温度下进行，降低了产品的热分解。


受热时间短：


由于刮板式薄膜蒸发器的独特结构，刮膜器具有泵送作用，使得物料在蒸发器内的停留时间很短；另，在加热的蒸发器上由于薄膜的高速湍流使得产品不会滞留在蒸发器表面。因此，特别适用于热敏性物料的蒸发。


蒸发强度高：


物料沸点的降低，增大了同热介质的温度差；刮膜器的功能，减小了呈现湍流状态的液膜厚度，降低了热阻。同时，在这过程中抑制物料在加热面结壁、结垢，并伴有良好的热交换，因此，提高了刮板式薄膜蒸发器的总传热系数。


操作弹性大：


正是由于刮板式薄膜蒸发器独有的性能，使其适宜于处理热敏性和要求平稳蒸发的、高粘度的及随浓度提高粘度急剧增加的物料，其蒸发过程也能平稳蒸发。　它还能成功地应用于含固颗粒、结晶、聚合、结垢等情况物料的蒸发和蒸馏。

MVR蒸发器
MVR蒸发器是一种主要应用于制药行业的新型节能蒸发设备，该设备采用低温与低压汽蒸技术和清洁能源为能源产生蒸汽，将媒介中的水分离出来，是目前国际先进的蒸发技术，是替代传统蒸发器的升级换代产品。
中文名MVR蒸发器 外文名 mechanical vapor recompression 特 点 二次蒸汽 性 质 节能蒸发设备
目录
1 工作原理
2 压缩原因
▪ 技术特点
▪ 应用范围
3 基本原理
工作原理
MVR蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，MVR为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发，即产品在次经过效体后不能达到所需浓度时，产品在离开效体后通过效体下部的真空泵将产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体以达到所需浓度。
效体内部为排列的细管，管内部为产品，外部为蒸汽，在产品由上而下的流动过程中由于管内面积增大而使产品呈膜状流动，以增加受热面积，通过真空泵在效体内形成负压，降低产品中水的沸点，从而达到浓缩，产品蒸发温度为60℃左右。
产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起通过分离器进行分离，冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品，蒸汽通过风扇增压器进行增压（蒸汽压力越大温度越高），而后经增压的蒸汽通过管路汇合一次蒸汽再次通过效体。
设备启动时需一部分蒸汽进行预热，正常运转后所需蒸汽会大幅度减少，在风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能，所以设备运转过程中所需蒸汽减少，而所需电量大幅增加。
产品在效体流动的整个过程中温度始终在60℃左右，加热蒸汽与产品之间的温度差也保持在5—8℃左右，产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保护产品质量、有效防止糊管。
产品的浓缩度在50%左右时仅MVR蒸发器就能完成，当所需浓度为60%时则需安装闪蒸设备。
压缩原因编辑
机械蒸汽再压缩原因
■ 单位能量消耗低
■ 因温差低使产品的蒸发温和
■ 由于常用单效使产品停留时间短
■ 工艺简单，实用性强
■ 部分负荷运转特性优异
■ 操作成本低
机械蒸汽再压缩机-设计与功能范围
用于气体压缩的机器是按照正位移原理或动力学原理来操作的。在正位移机器中，机器活动件将吸入室和压力室分隔开，操作室的体积减少而气体压力升高。在使用往复式压缩机的情况下，这样的过程通过气缸内活塞的运动来实现的。在动力式机器中，通过叶轮片高周速的旋转供给气体能量。气体首先被加速然后通过位于叶轮下游的扩散器减速。这样，高速度转化为压力能。根据流体通过叶轮的方向，将相关设备称为轴流、混流或离心式压缩机。适用的压缩机类型取决于相关应用的操作条件。关键参数是需要达到的压升和待压缩蒸汽的流量。Π是终压力p2与吸入压力p1的比值，定义为压缩比。由于蒸发装置经常是在真空范围内操作，加热表面负荷中等，温差小，所以通常采用离心式再压缩机。
动力式操作压缩机
混流式离心式
离心风机
单级离心压缩机
多级离心压缩机
技术特点
1）低能耗、低运行费用；
2）占地面积小；
3）公用工程配套少，工程总投资少，
4）运行平稳，自动化程度高；
5）无需原生蒸汽；
6）由于常用单效使产品停留时间短
7）工艺简单，实用性强，部分负荷运转特性优异
8）操作成本低，可以在40℃以下蒸发而无需冷冻设备，特别适合于热敏性物料。
应用范围
1）蒸发浓缩
2）蒸发结晶
3）低温蒸发
1）蒸发一吨水需要耗电为23-70度电；
2）可以实现蒸发温度17-40℃的低温蒸发，无需冷冻水系统。
基本原理
MVR蒸发器，是英文mechanical vapor recompression的简称。mvr是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项技术。
二次蒸汽，经过压缩机的压缩，压力和温度得以升高，热焓随之增加，被送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽即生蒸汽使用，使料液维持蒸发状态，而加热蒸汽本 身将热量传递给物料本身冷凝成水。这样，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率。
早在60年代，德国和法国已经成功的将该技术应用于化工、制药、造纸、污水处理、海水淡化等行业。
其工作过程是低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽。
多效蒸发过程中，蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源，只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量，使其温度(压力)提高。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽，而mvr蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽。
能量图
能量图
溶液在一个降膜蒸发器里，通过物料循环泵在加热管内循环。初始蒸汽用新鲜蒸汽在管外给热，将溶液加热沸腾产生二次汽，产生的二次汽由涡轮增压风机吸入，经增压后，二次汽温度提高，作为加热热源进入加热室循环蒸发。正常启动后，涡轮压缩机将二次蒸汽吸入，经增压后变为加热蒸汽，就这样源源不断进行循环蒸发。蒸发出的水分终变成冷凝水排出。
由于成本原因，单级离心压缩机和高压风机被普遍用于机械蒸汽再压缩系统。因此下述说明是针对此类设计。离心压缩机是体积控制机器，即无论吸入压力多大，体积流率几乎保持恒定。而质量流量的变化与吸入压力成比例。
单级离心压缩机的压缩循环描绘在焓熵图中。单级离心压缩机需要的动力：
例如：将来自蒸发器的饱和水蒸汽从吸入状态p1=1.9 bar, t1=119 ℃压缩到p2= 2.7 bar, t2=161℃（压缩比 Π= 1.4）。压缩循环沿着多变曲线1－2，蒸汽的比焓增加量Δhp。对于蒸汽的比焓h2，通过压缩机内效率（等熵效率）的等式：在此温度下，它进入到蒸发器的加热器。基于被吸入蒸汽的量，kg/hr。hp 单位多变（有效）压缩功，kJ/kg。hs 单位等熵压缩功，kJ/kg。
压缩机的等熵效率（内效率）除其他因素之外，单位多变压缩功 hp取决于多方指数κ和吸入气体的摩尔质量M，以及吸入温度和要求的压升。对于原动机（电动机、燃气机、涡轮机等）的实际耦合功率，考虑了更大的机械损耗余量。叶轮由标准材料制造的单级离心压缩机能够获得压缩因子1.8的水蒸汽压升，如果采用钛等更高质量的材料，压缩因子可高达2.5。这样一来，终压力p2就是吸入压力p1的1.8倍，或大2.5倍，这对应于饱和蒸汽温度升高约12-18K，大温升可到30K，这取决于吸入压力。就蒸发技术而言，通常的做法是根据相应的水沸点温度来表示其压力。这样，有效温差就被直接表示出来。
mvr能流图
mvr能流图
机械蒸汽再压缩的原理
蒸发设备紧凑，占地面积小、所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽，供水能力不足，场地不够的现有工厂，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。

搪玻璃薄膜蒸发器
薄膜蒸发器具有优良的性能，它传热系数大、蒸发强度高、过流时间短、操作弹性大，尤其适宜热敏性和高粘度物料的蒸发浓缩，脱气脱溶，蒸馏提纯。可作为单蒸馏设备单独成套使用，亦可作为加热器用于精馏塔、气提塔等系统。诸多的优良性能，使其在石化、精细化工、医药、农药、日化、食品等行业得以广泛应用。
中文名 搪玻璃薄膜蒸发器 特 点 传热系数大、蒸发强度高 应 用 石化、精细化工、医药等 生 产 南京氟源化工管道有限公司
目录
1 应用
2 结构特点
3 性能特点
4 行业标准
应用编辑
南京氟源化工管道有限公司结合欧美、加拿大、日本技术，由加拿大和日本共同开发设计制造成功的搪玻璃薄膜蒸发器，既具有搪玻璃的优良耐腐蚀性能，克服了普通薄膜蒸发器不能用于腐蚀性物料的缺点，同时又具备普通薄膜蒸发器的所有优点，填补了国内空白。现已成功开发出WFE-0.5~6.0㎡系列产品。目前国内已有多家企业在生产制造。
结构特点
以WFE-2.0型薄膜蒸发器为例进行说明。各结构件及主要功能分述如下：
1、电机轴承支架
它是搅拌的驱动装置。合理的设计确保了主轴稳定正常的运转。转子的旋转速度取决于搅拌（刮板）形式、物料的粘度和蒸发筒体的内径，合适的线速度是保证蒸发器稳定可靠运行及蒸发效果的重要参数之一。WFE-2.0型搪玻璃薄膜蒸发器筒体内径Φ600mm。
电机功率：2.2KW；速比：1：12；转速：125r/min。
2、上筒体（分离筒）
预热后的物料由进料口经进料管进入分散盘，在离心力的作用下将分散盘内的物料均匀布洒于蒸发筒体内壁预成膜，然后在甩片（刮片）的强制作用下强制形成均匀薄膜。蒸发出的蒸气经分散盘中间的升气孔呈螺旋状进入上筒体，在离心力和重力力场作用下将可能夹带的液滴和泡沫分离后再由蒸发口引出蒸发器。
3、分散盘
分散盘安装在搅拌轴上和搅拌轴一起旋转。合理的设计使物料在离心力和重力场的作用下连续均匀地呈膜状布洒在蒸发面上；使上升的蒸气呈螺旋状上升，从而在上筒体有效实现气液分离。
4、蒸发筒体
蒸发筒体是四氟甩片强制成膜的物料与夹套内加热介质（蒸汽）进行热交换的主要场所，是薄膜蒸发器的重要组件之一，因此对蒸发筒体的制造要求非常严格。
筒体在搪玻璃前经过精车加工（误差<0.35mm），经过高温搪玻璃烧成技术完成，磁层厚度均匀，变形甚小，目的是保证成膜的物料膜层厚度均匀，不易粘料和结垢，有效保证筒体的高传热系数和物料品质。
5、搅拌总成
安装在薄膜蒸发器内的搅拌总成主要由搪玻璃搅拌轴、如意棒、四氟甩片等组成。转子由电机、减速机驱动，并带动四氟甩片作圆周运动，在离心力的作用下甩片不断地将下降物料强制成膜，以达到良好的传热蒸发效果。
6、底封头
底封头设有夹套，可用于残液冷却或加热之用。独特的设计既有利于残液的出料，又利于抑制热敏性物料的分解、变质，有效保证了蒸发器的蒸发效果。
性能特点
薄膜蒸发器具备有下述独特的特点，是常规薄膜蒸发器所不能比拟的。
1、极小的压力损失
“液体流”和“气体流”是两个独立的“通道”。“液体流”在离心力的作用下从分散盘中均匀布洒于蒸发筒体内壁（并强制成膜）降膜而下；蒸发出的“气体流”则从蒸发筒体的空间几乎无阻碍地离开蒸发器，因此压力损失（也称阻力降）极小。
2、可实现高真空条件下的操作
（1）独特的设计使系统可在真空条件下稳定运行；
（2）由于压力损失极小，可使整个蒸发筒体内壁成膜的蒸发面维持较高的真空度（可达3mmHg即400Pa），几乎等同于真空系统出口真空度（真空度的高低取决于客户真空系统的能力和蒸发物料的性质）。由于真空度的降低可有效降低被处理物料的沸点。
3、高传热系数、高蒸发强度
呈湍流状态的液体薄膜大大降低了热阻，有效提高了总传热系数；特殊的结构设计和较短的停留时间抑制物料在壁面的结焦、结垢确保了系统总传热系数的稳定；物料沸点的降低，增大了物料与加热介质的（蒸汽）的温差，提高了传热强度和蒸发强度。
搪玻璃薄膜蒸发器的总传热系数很高可达200~450Kcal/㎡·h·℃（根据被处理物质的物性而定）。
4、低温蒸发
由于蒸发面可维持较高的真空度，使被处理物料的沸点大大降低，因此特备适宜于热敏性物料的低温蒸发。
5、过流时间短
物料在蒸发器内的过热时间很短，约3~4秒（视物料粘度不同而不同），可有效防止热敏性物料在蒸发过程中分解、聚合和变质，有利于提高产品品质。
6、可利用低品位蒸汽
由于降低了物料的沸点，在保证蒸发能力的前提下可降低加热介质的温度，因此可利用低品位蒸汽作为加热介质，有利于能量的综合利用。
7、适应性强、操作方便
搪玻璃薄膜蒸发器可处理除氢氟酸、光气、浓磷酸（浓度﹥30%，温度﹥150℃）、强碱（PH>12及温度>100℃）的一切化工介质（含氟离子除外），适应性强。
该系列蒸发器操作弹性大，运行工况稳定，操作、维护方便，且维护工作量小。

刮板薄膜蒸发器
刮板薄膜蒸发器是壳体外部装有加热蒸汽夹套，其内部装有可旋转的刮板，刮板由圆筒中心的旋转轴带动。原料液由蒸发器上部沿切向加入后，在重力和旋转刮板的带动下，沿壳体的内壁面形成下旋的薄膜，完成液由底部排出器外，二次蒸汽则经除沫器后由上部排出。这种蒸发器的突出优点是对物料的适应性很强，对高黏度、易结晶、易结垢、含悬浮物或兼有热敏性料液的蒸发均适用。
中文名 刮板薄膜蒸发器 外文名 Scraper film evaporator 结构特点 它是转子旋转的驱动装置 分 类 一种蒸发器类型 特 点 物料液体沿加热管壁呈膜状流动
目录
1 简介
2 组成
3 性能与特点
4 性能特点
5 工作原理
简介
刮板薄膜蒸发器是壳体外部装有加热蒸汽夹套，其内部装有可旋转的刮板，刮板由圆筒中心的旋转轴带动。原料液由蒸发器上部沿切向加入后，在重力和旋转刮板的带动下，沿壳体的内壁面形成下旋的薄膜，完成液由底部排出器外，二次蒸汽则经除沫器后由上部排出。这种蒸发器的突出优点是对物料的适应性很强，对高黏度、易结晶、易结垢、含悬浮物或兼有热敏性料液的蒸发均适用。 [1]
组成
它主要由加热夹套和刮板组成，夹套内通加热蒸汽，刮板装在可旋转的轴上，刮板和加热夹套内壁保持很小间隙，通常为0.5～1.5 mm。料液经预热后由蒸发器上部沿切线方向加入，在重力和旋转刮板的作用下，分布在内壁形成下旋薄膜，并在下降过程中不断被蒸发浓缩，完成液由底部排出，二次蒸汽由顶部逸出。在某些场合下，这种蒸发器可将溶液蒸干，在底部直接得到固体产品。
这类蒸发器的缺点是结构复杂（制造、安装和维修工作量大）加热面积不大，且动力消耗大 [1] 。
刮板蒸发器2
性能与特点
设备采用离心式滑动沟槽转子，是国外新结构蒸发器，在流量很小的情况下也能形成薄膜，在筒体蒸发段内壁表面附着处理液中的淤积物可被活动刮板迅速移去，和固定间隙的刮板蒸发器相比，蒸发量可提高40-69%，它具有下列性能与特点：
1、传热系数值高，蒸发能力大，蒸发强度可达到200kg/m2·hr，热效率高。
2、物料加热时间短，约5秒至10秒之间，且在真空条件下工作，对热敏性物料更为有利，保持各种成份不产生任何分解，保证产品质量。
3、适应粘度变化范围广，高低粘度物均可以处理，物料粘度可高达10万厘泊（CP）。
4、改变刮板沟槽旋转方向，可以调节物料在蒸发器的打理时间。
5、蒸发段筒体内壁经过精密镗削并抛光处理，表面不易产生结焦、结垢。
6、操作方便，产品指标调节容易，在密闭条件下，可以自控进行连续性生产。
7、设备占地面积小，结构简单，维修方便，清洗容易。
性能特点
1.真空压降小：
物料汽化气体从加热面送到外置的冷凝器，存在一定的压差。在一般的蒸发器中，这种压力降（Δp）通常是比较高的，有时甚至高得难于接受。而刮板式薄膜蒸发器有较大的气体穿越空间，蒸发器内压力能看成与冷凝器中的压力几乎相等，因此，压力降很小，真空度可达5mmHg。
2.操作温度低：
由于上述特性，这使得蒸发过程可以保持在较高真空度条件下进行。由于真空度的提高，与之相应的物料沸点迅速降低，因此，操作可以在较低温度下进行，降低了产品的热分解。
3.受热时间短：
由于刮板式薄膜蒸发器的独特结构，刮膜器具有泵送作用，使得物料在蒸发器内的停留时间很短；另，在加热的蒸发器上由于薄膜的高速湍流使得产品不会滞留在蒸发器表面。因此，特别适用于热敏性物料的蒸发。
4.蒸发强度高：
物料沸点的降低，增大了同热介质的温度差；刮膜器的功能，减小了呈现湍流状态的液膜厚度，降低了热阻。同时，在这过程中抑制物料在加热面结壁、结垢，并伴有良好的热交换，因此，提高了刮板式薄膜蒸发器的总传热系数。
5.操作弹性大：
正是由于刮板式薄膜蒸发器独有的性能，使其适宜于处理热敏性和要求平稳蒸发的、高粘度的及随浓度提高粘度急剧增加的物料，其蒸发过程也能平稳蒸发。它还能成功地应用于含固颗粒、结晶、聚合、结垢等情况物料的蒸发和蒸馏。
工作原理
物料从大直径端连续不断地进入卧式蒸发器，被刮膜片加速和分配并立即在加热面上形成一个薄的流动膜。　圆锥型薄膜蒸发器，依赖于转子施于物料一个离心力，这离心力有两个有效力，一个垂直于加热面，另一个朝大直径端体的方向（注意：相同的结果同样出现在垂直圆锥型薄膜蒸发器里）依靠这些力产生物料加速，而且进入的物料保证加热面充分潮湿，不依赖于蒸发比或进料速度。因此，局部物料过热和热降解被减少或完 全消除。
　　在此过程中，轻组份（低沸物）顺流（和液膜同向）穿过卧式薄膜蒸发器进入汽液分离器，在此处经汽液分离所产生的液滴和泡沫被击碎进入液相（高沸物）， 被分离后的汽体进入外置冷凝器或下道工序；重组份（高沸物）沿着加热壁面爬升到小端出口排出

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