刮板式不锈钢薄膜蒸发器

●1、刮板式不锈钢薄膜蒸发器

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泽出

2、刮板式不锈钢薄膜蒸发器工作原理

物料从加热区的上方径向进入蒸发器经布料器分布到蒸发器加热壁面,然后,旋转的刮膜器将物料连续均匀地加热而上刮成厚薄均匀的液膜,并以螺旋状向下推进。在此过程中,旋转的刮膜器保证连续和均匀的液膜产生高速滿流,并阻止:液膜在加热面结焦结垢,从而提高传热系数。轻组份被蒸发形成蒸(流上升,经汽液分离器到达和蒸发器直接相连的外置冷凝器重组份从蒸发器底部的锥体排出, 一个 的布料器不仅仅具有将物料均匀地泼向燕发器内壁,防止物料溅到蒸发器内部喷入蒸汽流,还具有防止刚进入的物料在此处闪蒸,有利于泡沫的消除,物料只能沿着加热而蒸发。

在刮膜蒸发器的上: 部配有一个依据物料特性设计的离心式分离器,将上升蒸汽流中的液滴分离出来并返回布料器。

薄膜蒸发器内的流体流动可视为转子刮板引起的切向流动和重力引起的轴向流动的合成,液膜流态可分为3个区域:
①刮板前缘液体产生旋转作用形成的涡旋圈形波,此部分流体呈螺旋状向下流动。

②刮板后缘附近形成的素流液膜。

③紊液膜与下一个圈形波之问由于刮板作用的消失而形成的层流液膜。

1、扑沫器

作用:利用液体的惯性使气液分离,以除去液沫。

2、分布器

降膜式蒸发器与升膜式蒸发器相比,料液是从顶部加入,在重力作用下沿管壁成膜状下降,并在此过程中不断被蒸发而增浓,在其底部得到完成液。为使液体在进入加热管后能有效的成膜,每根管的顶部装有液体分布器,其形式很多,左图为几种常见的分布器图

3、转子

安装在蒸发器简体内的转子由转轴与转架组成。转子出电机、减速机驱动,并带动刮板作圆周运动。转架采用不锈钢精密铸件加工而成,使其强度、几何尺寸、稳定性等都得到有效保证。

4、刮板

出于刮板的运动,将物料不断地在蒸发面上刮成薄膜,以达到薄膜蒸发的效果。

根据物料的粘度等特性,有下述三种刮板形式可供选择:

(1)滑动刮板

滑动刮板是一种基本、常见的刮板形式。刮板被安装在转子的四条刮板导槽内,由于受转子旋转的离心力作用而沿径向甩向蒸发简体内壁面,同时随转子一起作圆周运动。利板的这种利动,使物料在蒸发壁而上:呈膜状湍流状态,极大提高了传热系数,同时这种连续不断的刮动,有效地抑制物料的过热、T壁和结垢等现象。

(2)固定刮板

固定刮板都采用金属材料,它被刚性连接在转了上,刮板的长度同蒸发简身,旋转刮板与蒸发简身内壁的间隙仅为1-2mm,要求较高的加T与安装精度,它适宜特高粘度及易起泡沫物料的蒸发浓缩、脱溶或提纯。

(3)铰链刮板

这种刮板适宜于易在加热而上结垢的物料,刮板通常采用金属件,采用活动铰链方式将刮板安装在转架上。当转子转动时,由于离心力的作用,刮板被紧压在蒸发筒体内壁,(与壁面)星:定角度在壁而滑动,将物料刮成溥膜,日防止壁面结垢。

真空刮板浓缩薄膜蒸发器优点

薄膜蒸发器具备的下述的优点,是常规膜式蒸发器所不能比拟的:

1.极小的压力损失在旋转刮板薄膜蒸发器中,物料"流"与二次蒸汽"流"是两个独立的"通道":物料是沿蒸发简体内壁(强制成膜)降膜而下;而由蒸发面蒸发出的二次蒸汽则从筒体中央的空间几乎*地离开蒸发器,因此压力损失(或称阻力降)是极小的。

2.可实现真正真空条件下的操作

正是由于二次蒸汽由蒸发面到冷凝器的阻力极小,因此可使整个蒸发筒体内壁的蒸发面维持较高的真空度(可达-750mmHg以上),几乎等于真空系统出口的真空度。由于真空度的提高,有效降低了被处理物料的沸点。

3.高传热系数,高蒸发强度

物料沸点的降低,增大了与热介质的温度差;呈湍流状态的液膜,降低了热阻;同样,抑制物料在壁面结焦、结垢,也提高了蒸发筒壁的分传热系数;高效旋转薄膜蒸发器的总传热系数可高达8000KJ/h-mr.'C,因此其蒸发强度很
4.低温蒸发

由于蒸发筒体内能维持较高的真空度,被处理物料的沸点大大降低,因此特别适合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流时间很短,小于10秒左右;对于

常用的活动刮板而言,其刮动物料的端面有导流的沟槽(见图5),

其斜角通常为45°,改变斜角的角度,可改变物料的过流时间,

物料在刮板的刮动下,呈螺旋下降离开蒸发段。缩短过流时间,

有效防止产品在蒸发过程中的分解、聚合或变质。

-刮板端面导液槽

6.可利用低品位蒸汽

蒸汽是常用的热介质,由于降低了物料的沸点,在保证相同Ot的条件下,就可降低加热介质的温度,利用低品位的蒸汽,有利于能量的综合利用。特别适宜作为多效蒸发的末效蒸发器。

7.适应性强、操作方便

的结构设计,使该产品可处理一-些常规蒸发器不易处理的高粘度、含颗粒、热敏性及易结晶的物料。

缺点

1、结构复杂

2、动力消耗大

3、受夹套式传热面的限制,其处理量比较小

五、应用领域

刮膜蒸发器已在下述领域用于蒸发浓缩、脱溶、汽提、反应、脱气、除臭(气)味等为目的,取得了良好效果:

中、西药:抗生素,糖液,雷公滕、黄芪等中草药,甲基咪唑、单腈胺等中间体;轻工食品:果汁,肉汁,色素,香精,香料,酶制剂、乳酸、木糖、淀粉糖:

油脂日化:卵磷酯,VE, 油酸,甘油,脂肪酸,废润滑油,烷基多糖苷!合成树脂:聚酰胺树脂,环氧树脂,多聚甲醛,PPS (癸二酸聚丙烯酯),PBT 合成纤维: PTA,DMT, 炭素纤维,聚四氢呋喃,聚醚多元醇等;

石油化学: TDI, MDI,三羟甲基丙烷,氢氧化钠等;

农药生物:乙草胺、丙草胺、毒死蜱、呋喃酚、广灭灵、等除草剂,杀虫剂、除莠剂

3薄膜蒸发器的配套工艺改进

( 1)增加预热装置

生产原料30%烧碱的工艺状况直接影响42%烧碱的产量、质量,我们曾使用没有经过冷却除盐的30%烧碱,温度在80°C左右,但问题是:出料含盐太多,很不利 于后序的配碱工作,于是改用经过冷却、沉降除盐后的30%烧碱, 42%烧碱的盐含量降低,但产量也相应下降,不能满足市场需求。此种情况下,我们组织有关技术人员对生产热平衡进行计算,结合实际情况,选用一台15m2螺旋板预热器,用来预热30%烧碱。经预热后,温度由40°C左右可提高到65~70'C,生产能力提高了30%,每台20m2薄膜蒸发器生产能力可达1.2万吨/年。

(2)增加沉降时间,提高了42%烧碱质量42%烧碱黏度大,盐粒细,盐的沉降需要较长时间,在产量增大后,我们相应增加了两个沉降罐,延长了沉降时间,使 42%烧碱质量有了明显改观,42%烧碱一级 品率由55.6%提高到77.6%。