醋酸废液薄膜蒸发工艺及设备设计文献综述
2020-06-14 16:16:58
文 献 综 述
一、前言
薄膜蒸发器(Thin film evaporator)是一种蒸发器的类型,特点是物料液体沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发,优点是传热效率高,蒸发速度快,物料停留时间短,因此特别适合热敏性物质的蒸发。
二、薄膜蒸发器的分类
蒸发设备是浓缩液体的热交换设备。在医药、食品、化学工业生产中应用广泛。[1]物料进入蒸发器后,通过转子上刮板的搅动强制成膜,热源热量经筒壁与料液进行热交换,液膜沸腾,二次蒸汽汽化后经过捕沫器除去夹带的液滴后排出,浓缩液由底部出料口放出。[2]对于易起泡的、易结垢的流体均能适用。[3]按照成膜原因及流动方向不同,可分为升膜蒸发器、降膜蒸发器、刮膜蒸发器三种类型。
1. 升膜蒸发器
升膜蒸发器的构成是液体根据虹吸泵的原理进入加热管加热,流入到分离器后液体与蒸汽分离开来,通过循环管流回到蒸发器,形成闭路循环,因此,这种蒸发器又称外循环蒸发器。由于它是蒸发设备,因此只能用于沸点相差较大的两种介质的分离,特别是对处理热敏、发粘、发泡物质的蒸发具有显著效果。[4]
升膜蒸发器的加热管由换热管组成,原料液经预热达到沸点或接近沸点后,由加热室底部引入,为高速上升的二次蒸汽带动,沿换热管内壁边流动边蒸发,在加热室顶部可达到所需的浓度,完成液由分离室底部排出,产生的二次蒸汽经设在上部分离板组除去汽泡、水珠、杂物后成为下一效的热源。升膜蒸发器适宜处理蒸发量较大,热敏性,粘度不大及易起泡的溶液,但不适于高粘度、有晶体析出和易结垢的溶液。
2. 降膜蒸发器
降膜蒸发器是一种高效的蒸发设备,具有温差小、滞留时间短、工作寿命长、结构紧凑、效数不受限制等优点。[5]降膜蒸发器是将料液自降膜蒸发器加热室上管箱加入,经液体分布及成膜装置,均匀分配到各换热管内,在重力和真空诱导及气流作用下,成均匀膜状自上而下流动。流动过程中,被壳程加热介质加热汽化,产生的蒸汽与液相共同进入蒸发器的分离室,汽液经充分分离,蒸汽进入冷凝器冷凝(单效操作)或进入下一效蒸发器作为加热介质,从而实现多效操作,液相则由分离室排出。