薄膜蒸发器

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概述
       离心式刮板薄膜蒸发器主要由加热夹套(夹套内走蒸汽或者导热油循环给蒸发器外壁加温,通过热传导,把蒸发器内壁形成的物料薄膜中的水份蒸发减少,提高物料的浓度百分比。一般蒸汽压力设计为3公斤、4公斤、5公斤、6公斤左右,如果是导热油加温,一般为200度~250度~320度)和刮板(刮板分为:四氟刮板、碳纤维刮板、石墨刮板)和传动装置:电机(普通电机、防爆电机、高速电机),减速机(摆线针轮减速机、齿轮减速机),机架,轴封系统(单端面机械密封、双端面机械密封,如果抽真空必须选用双端面机械密封),转动轴、汽液分离装置、液体分布器、蒸发器转子支架、轨道刮板槽、底部轴套等部件组成。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。在旋转时间通过离心力,使刮板与内壁紧密接触。把物料从壁上刮下。料液经预热后由蒸发器上部进料口沿切线方向喷进,通过液体分布器分散盘把液体均匀分布到蒸发器筒体表面,在重力和旋转刮板的作用下,均匀分布在蒸发器内壁形成下旋薄膜,并在下降过程中不断被蒸发浓缩,完成液由底部排出,二次蒸汽向上从顶部仓逸出(一般通过真空泵抽出),二次蒸汽再通过汽液分离器、冷凝器处理。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。
       刮板薄膜蒸发器:采用离心式滑动沟槽转子,是目前国内最新结构蒸发器,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%。
       刮板薄膜蒸发器:薄膜蒸发器是通过旋转刮膜器强制成膜,并高速流动,热传递效率高,停留时间短(约10~50秒),可在真空条件下进行降膜蒸发的一种新型高效蒸发器。它由一个或多个带夹套加热的圆筒体及筒内旋转的刮膜器组成。刮膜器将进料连续地在加热面刮成厚薄均匀的液膜并向下移动;在此过程中,低沸点的组份被蒸发,而残留物从蒸发器底部排出。
       刮板式薄膜蒸发器是利用高速旋转将液体分布成均匀薄膜而进行蒸发或蒸馏的一种高效蒸发、蒸馏设备,也可进行脱臭、脱泡反应及加热、冷却等单元操作,可广泛适用于农药、甘草磷、制药、硫氢化钠、食品、轻工、石油、化工、环保等行业。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。
       离心式刮板薄膜蒸发器采用国外先进技术,在国内刮板式薄膜蒸发器领域内具有国际水平的领先地位。本设备曾作为“刮板式真空炼密机组”的主机,并荣获国家医药管理局科技进步三等奖。
       高效旋转薄膜蒸发器--故名思义,是一种通过旋转刮板强制成膜,可在真空条件下进行降膜蒸发的新型高效蒸发器,传热系数大、蒸发强度高、过流时间短,操作弹性大,尤其适用于热敏性物料、高粘度物料及易结晶颗粒物料的蒸发浓缩、脱溶、蒸馏等。所以在石化、精细化工、农药、食品、医药、生物化工等行业中广泛应用于蒸发、浓缩、脱溶、提纯、汽提、脱气、脱臭等过程。

性能与特点
       本设备采用离心式滑动沟槽转子带动高速旋转的刮板转动(刮板分为:四氟刮板、碳纤维刮板、石墨刮板)将液体分布成均匀薄膜而进行蒸发或蒸馏的一种高效蒸发、蒸馏设备。是目前国外最新结构蒸发器,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。
       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;另外,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。

刮膜蒸发器工作原理
       物料从大直径端连续不断地进入蒸发器,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。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汽液分离器进入下道工序;重组份(高沸物)沿着加热壁面爬升到小端出口排出。

刮板蒸发器与其他蒸发器比较
蒸发
方式
反应釜 单效蒸发器 多效蒸发器 喷射泵 MVR蒸发器
能耗 能耗高,蒸发一吨水大约需要1.5吨蒸汽 能耗较高,蒸发一吨水理论上需要1吨蒸汽 比较节能,一般来说随着效数的增加、能耗也相应地降低 在传统多效蒸发器的基础上再多一效,但需要高压蒸汽带动 目前最节能的蒸发器技术。蒸发每吨水需要15kw.h~100kw.h的电耗
占地
面积
对产品质量
影响
蒸发产品停留时间长,严重影响产品质量 停留时间短单温度高,对产品质量影响较小 停留时间较长,温度较高,对产品质量影响较小 停留时间短,
对产品质量影响最小。
停留时间短,低温差蒸发,
对产品质量影响最小
能源
方式
使用煤、柴油直接加热;或者使用蒸汽加热 使用蒸汽加热,需要蒸汽管网,需要锅炉 使用蒸汽加热,需要蒸汽管网,需要锅炉 需要高压蒸发带动才能使用,需要锅炉 使用电即可,不需要蒸汽管网,全自闭循环系统
自控
程度
人工操作 半自控 半自控 半自控 全自控操作,不间断蒸发
稳定性 较差 较差 较差

主要技术参数
项目型号 LG0.8 LG1.5 LG2.5 LG4 LG6 LG10
换热面积 m2 0.8 1.5 2.5 4 6 10
蒸汽压力 MPa 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
真空度 KP 70 70 70 70 70 70
蒸发量 kg/n 160 300 500 800 1200 2000
能耗 kg/n 168 315 525 840 1260 2100
电机功率 KW 1.1 1.5 2.2 4 5.5 11
转速 rpm 300 300 280 134 134 88
设备高度 mm 2500 3295 4100 5180 5800 7800

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