刮板式薄膜蒸發(fā)器的內部結構深度剖析

今天為大家詳細說說刮板式旋轉薄膜蒸發(fā)器，尤其是它的結構特點和性能特點，多多了解每種蒸發(fā)器的選型能讓你在選擇蒸發(fā)器時能夠充分了解它的性能與適用物料。

      旋轉刮板薄膜蒸發(fā)器是一種通過旋轉刮板強制成膜，可在真空條件下進行降膜蒸發(fā)的新型高效蒸發(fā)器。它傳熱系數大、蒸發(fā)強度高、過流時間短、操作彈性大，尤其適宜熱敏性物料、高粘度物料及易結晶含顆粒物料的蒸發(fā)濃縮、脫氣脫溶、蒸餾提純。因此，在化工、石化、醫(yī)藥、農藥、日化、食品、精細化工等行業(yè)獲得廣泛應用。

結構特點

     刮板式薄膜蒸發(fā)器的主要結構如圖1所示，各結構件分述如下：

1電機、減速機

      它是轉子旋轉的驅動裝置。轉子的轉動速度將起決于刮板的形式.物料的粘度和蒸發(fā)筒身內徑；選擇刮板合適的線速度是保證蒸發(fā)器穩(wěn)定可靠運行及滿意蒸發(fā)效果的重要參數之一。

2分離筒

      物料由設在分離筒身下端的入口切向進入蒸發(fā)器，并經安裝在分離筒身內的布料器被連續(xù)均勻地分布于蒸發(fā)筒身內壁，從蒸發(fā)筒身蒸發(fā)出的二次蒸汽上升至分離筒，經安裝在內的氣液分離器，將二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫分離，二次蒸汽從上端的出口引出蒸發(fā)器。

      依據于蒸發(fā)器內阻力計算的分離筒身的合理設計，是避免物料“短路”的關鍵因素之一。(所謂“短路”，系指物料剛進蒸發(fā)器，尚未完成蒸發(fā)過程，即從二次蒸汽出口離開蒸發(fā)器。

3布料器

      布料器安裝在轉子上。合理的設計，使從切線方向進入蒸發(fā)器的物料，通過旋轉的布料器，被連續(xù)均勻地呈膜上潑布在蒸發(fā)面上。

4氣液分離器

      旋片式氣液分離器安裝在分離筒上方，它將上升的二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫捕集，并使之回落到蒸發(fā)面上。

5蒸發(fā)筒身

      又稱加熱筒身。它是被旋轉刮板強制成膜的物料與夾套內加熱介質進行熱交換的蒸發(fā)面。蒸發(fā)筒身的內徑及長度由蒸發(fā)面積及適宜的長徑比確定。

加熱筒身內壁經專用機床加工和拋光，且與兩端法蘭連接面一次加工而就，保證設備整體圓心度。經過拋光的筒身內壁光滑潔亮，不易粘料和結垢，有效保證了設備的高傳熱系數。

• 若加熱介質為蒸汽，加熱筒身一般采用夾套形式。

• 若加熱介質為導熱油或高壓蒸汽時，加熱筒身一般采用半管形式。

6轉子

      安裝在蒸發(fā)器筒體內的轉子由轉軸與轉架組成。轉子由電機、減速機驅動，并帶動刮板作圓周運動。轉架采用不銹鋼精密鑄件加工而成，使其強度、幾何尺寸、穩(wěn)定性等都得到有效保證。

7刮板

      由于刮板的運動，將物料不斷地在蒸發(fā)面上刮成薄膜，以達到薄膜蒸發(fā)的效果。

根據物料的粘度等特性，有下述三種刮板形式可供選擇：

1.滑動刮板(見圖2)

      滑動刮板是一種最基本、最常見的刮板形式。刮板被安裝在轉子的四條刮板導槽內，由于受轉子旋轉的離心力作用而沿徑向甩向蒸發(fā)筒體內壁面，同時隨轉子一起作圓周運動。

      刮板的這種刮動，使物料在蒸發(fā)壁面上呈膜狀湍流狀態(tài)，極大提高了傳熱系數，同時這種連續(xù)不斷的刮動，有效地抑制物料的過熱、干壁和結垢等現(xiàn)象。

通常，刮板采用填充聚四氟乙烯材質，它適宜低于150℃的工作溫度；當蒸發(fā)溫度高于150℃時，需采用碳纖維材質。刮板的端面加工有呈一定角度的導液槽。

2.固定刮板(見圖3)

      固定刮板都采用金屬材料，它被剛性連接在轉子上，刮板的長度同蒸發(fā)筒身，旋轉刮板與蒸發(fā)筒身內壁的間隙僅為1-2mm，要求較高的加工與安裝精度，它適宜特高粘度及易起泡沫物料的蒸發(fā)濃縮、脫溶或提純。

3.鉸鏈刮板(見圖4)

      這種刮板適宜于易在加熱面上結垢的物料，刮板通常采用金屬件，采用活動鉸鏈方式將刮板安裝在轉架上。當轉子轉動時，由于離心力的作用，刮板被緊壓在蒸發(fā)筒體內壁，(與壁面)呈一定角度在壁面滑動，將物料刮成薄膜，且防止壁面結垢。

8底封頭

       單獨設計的W型底封頭，并配置耐高溫自潤滑軸承，既便于物料的出料，同時，便于底軸承的維護和維修。

性能特點

      刮板式薄膜蒸發(fā)器具備的下述獨特的優(yōu)點，是常規(guī)膜式蒸發(fā)器所不能比擬的：

1極小的壓力損失

      在旋轉刮板薄膜蒸發(fā)器中，物料“流”與二次蒸汽“流”是兩個獨立的“通道”：物料是沿蒸發(fā)筒體內壁(強制成膜)降膜而下；而由蒸發(fā)面蒸發(fā)出的二次蒸汽則從筒體中央的空間幾乎無阻礙地離開蒸發(fā)器，因此壓力損失(或稱阻力降)是極小的。

2可實現(xiàn)真正真空條件下的操作

       正由于二次蒸汽由蒸發(fā)面到冷凝器的阻力極小，因此可使整個蒸發(fā)筒體內壁的蒸發(fā)面維持較高的真空度(可達-750mmHg以上)，幾乎等于真空系統(tǒng)出口的真空度。由于真空度的提高，有效降低了被處理物料的沸點。

3高傳熱系數，高蒸發(fā)強度

       物料沸點的降低，增大了與熱介質的溫度差；呈湍流狀態(tài)的液膜，降低了熱阻；同樣，抑制物料在壁面結焦、結垢，也提高了蒸發(fā)筒壁的分傳熱系數；高效旋轉薄膜蒸發(fā)器的總傳熱系數可高達8000KJ/h·㎡·℃，因此其蒸發(fā)強度很高。

4低溫蒸發(fā)

       由于蒸發(fā)筒體內能維持較高的真空度，被處理物料的沸點大大降低，因此特別適合熱敏性物料的低溫蒸發(fā)。

5過流時間短

       物料在蒸發(fā)器內的過流時間很短，小于10秒左右；對于常用的活動刮板而言，其刮動物料的端面有導流的溝槽(見圖5)，其斜角通常為45°，改變斜角的角度，可改變物料的過流時間，物料在刮板的刮動下，呈螺旋下降離開蒸發(fā)段?？s短過流時間，有效防止產品在蒸發(fā)過程中的分解、聚合或變質。

6可利用低品位蒸汽

       蒸汽是常用的熱介質，由于降低了物料的沸點，在保證相同Δt的條件下，就可降低加熱介質的溫度，利用低品位的蒸汽，有利于能量的綜合利用。特別適宜作為多效蒸發(fā)的末效蒸發(fā)器。

7適應性強、操作方便

       獨特的結構設計，使該產品可處理一些常規(guī)蒸發(fā)器不易處理的高粘度、含顆粒、熱敏性及易結晶的物料。

旋轉薄膜蒸發(fā)器操作彈性大，運行工況穩(wěn)定，且維護工作量小，維修方便。

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