第8章-蒸发器..ppt

第八章蒸发器,目录,第一节循环蒸发器,第二节单程蒸发器,第三节蒸发工艺流程,全国高等学校高职高专药品类专业卫生部“十一五”规划教材生物制药设备,学习目标,学习蒸发器的结构和工作原理，培养蒸发操作技能，为进入蒸发岗位打下技术基础。【知识要求】1.了解中央循环蒸发器的结构和工作原理；2.熟悉外加热式蒸发器、膜蒸发器的结构和工作原理；3.掌握刮板蒸发器的结构和工作原理。【能力要求】1.学会外加热式蒸发器的操作技术；2.掌握薄膜蒸发器、刮板蒸发器的操作与维护技术。,第一节循环蒸发器,一、中央循环管式蒸发器,中央循环管式蒸发器由加热室和汽液分离室组成。在分离室顶部安装有除沫器，蒸发器的下底采用封头密封，封头上设计有浓缩液出口和冷凝液出口,在加热室内直径较小的列管叫加热管，直径大的称中央循环管，又叫降液管。降液管既是循环流动的回流通道，又是原料液进入加热室的进口管道。,蒸发时，原料液从中央循环管下降到蒸发器底部，再从底部往上进入加热管。加热蒸汽从上方进入加热室的壳程，对管程中的原料液加热。原料液进入加热管后即被迅速汽化，产生的饱和蒸汽夹带泡沫和部分液体升入分离室，液体经降液管回流到加热室，泡沫被除沫器粉碎后除去，蒸汽则继续上升进入冷凝器与冷水混合而成冷凝液。浓缩液从底部放出。,循环动力,由于中央循环管直径大，液体受热不均匀，因而密度大；加热管直径小温度高，其中的料液受热汽化后密度减小，与中央循环管中的料液形成密度差，在重力作用下产生循环流动，循环速度一般。,加热管束直径小，表面积大，所以这种蒸发器的传热面积可达几百平方米，传热系数可达。,性能和应用,因加热管直径小，且固定安装，管内结垢后清洗困难，因此中央循环管式蒸发器只适用于蒸发结垢不严重，只有少量结晶析出和腐蚀性小的料液。,二、悬框式循环蒸发器,悬框式蒸发器是在中央循环管式蒸发器结构基础上发展起来的，其加热室是一个管式换热器，安放在蒸发器的下部，需要清洗时可提到蒸发器外面进行。,三、外加热式循环蒸发器,外加热式循环蒸发器由独立的加热室、分离室和循环管组成，加热室和分离室之间用循环管连接。加热器是一列管式换热器，无中央循环管，列管直径相同。加热蒸汽进口和冷凝水出口都设置在列管式换热器的壳体上，料液进口和浓缩液出口都设置在加热室底部。,工作时，待蒸发料液在加热室中加热后，沿加热管上升，经除沫器除沫后进入分离室，进行大量汽化。产生的二次蒸汽进入冷却器与冷水直接混合形成冷凝液，由于循环管内浓缩液温度低，密度大，在重力作用下，沿循环管下降再次进入加热室受热汽化，形成蒸发循环运动，循环速率可达1.5。浓缩液集中贮存在加热室底部，当浓度符合要求后即可停止蒸发，从浓缩液出口放出。,工作过程,第二节单程蒸发器,溶液在蒸发器中不作循环流动，只加热蒸发一次即达到所需浓度，这种蒸发过程叫单程蒸发。,单程蒸发器,升膜式蒸汽带动液膜上升的蒸发过程。,降膜式蒸汽与液体向下流动的蒸发过程。,刮板式用刮板将液体按膜的形式下降的蒸发过程。,一、升膜式蒸发器,升膜式蒸发器由加热器、除沫器、分离室等部件构成。加热器是一组列管式换热器，列管直径约为25mm50mm,管长3m10m,管径比约为100150，无中央循环管设置。该蒸发器的加热蒸汽和原料液进口均设置在加热室的下部，浓缩液出口设置在分离室的下部。,分布器起着在加热列管间均匀分布原料液的作用，促进液膜的形成，并具有防止蒸汽从加热管上部串出的液封作用。,液体分布器,三、刮板式薄膜蒸发器,刮板薄膜蒸发器由外壳、刮板、分布器组成。外壳内和外壁之间的夹套是加热蒸汽的流道，从底向上采用分段式夹套通过壳体对料液加热。由电动机传动的转动轴顺壳体中轴线安装，轴上安装有3片8片规则排列的刮板，刮板边沿与壳体内壁之间有一定距离的缝隙，缝隙的大小可根据需要调节。固定式刮板与壳体内壁的间隙为0.75mm1.5mm，转子式刮板与壳体内壁的间隙由转子转数的变化来调节。原料液进口和二次蒸汽出口，以及料液分布器均安装在壳体的顶部，浓缩液出口设置在壳体的底部。,第三节蒸发工艺流程,在蒸发过程中，二次蒸汽的温度较高，热量可以被回收利用。如果二次蒸汽不作为加热蒸汽使用，这种蒸发叫单效蒸发。将多个蒸发器组合起来，并把二次蒸汽作加热载体利用，这种蒸发叫多效蒸发。,一、单效蒸发工艺流程,在单效蒸发流程中，料液蒸发产生的的二次蒸汽，经除沫器分离出液沫后，进入冷凝器与冷却水直接混合成冷凝液，原料液蒸发后成为浓缩液从蒸发器排出。,单效蒸发流程操作简单，工艺条件易于控制。适合于蒸发黏度较高的溶液，也可以用于易结垢和易结晶料液的蒸发。缺点是耗用加热蒸汽量大，能量利用率低，需要反复蒸发浓缩才能达到预定浓度指标。,性能及应用,二、多效蒸发工艺流程,（一）并流三效蒸发工艺流程,在并流三效蒸发流程中，原料液和加热蒸汽的流动具有相同的方向。原料液进入第一效蒸发器，蒸发后浓缩液被输送进入第二效，经蒸发后，第二次浓缩液进入第三效蒸发，最后所得浓缩液又称为完成液，从蒸发器底部放出，进入贮存罐贮存备用。,蒸汽进入第一效释放潜热后以冷凝水排出，第一效产生的二次蒸汽温度很高，是过热蒸汽，用管道引入到第二效的加热室，在对有来自第一效的浓缩液加热后，以冷凝水从底部排出。第二效所产生的二次蒸汽温度仍然很高，被导入到第三效加热室，在对第二效浓缩液加热后，以冷凝水排出。,（二）逆流三效蒸发工艺流程,在