搪玻璃薄膜蒸发器
薄膜蒸发器具有优良的性能,它传热系数大、蒸发强度高、过流时间短、操作弹性大,尤其适宜热敏性和高粘度物料的蒸发浓缩,脱气脱溶,蒸馏提纯。可作为单蒸馏设备单独成套使用,亦可作为加热器用于精馏塔、气提塔等系统。诸多的优良性能,使其在石化、精细化工、医药、农药、日化、食品等行业得以广泛应用。
中文名 搪玻璃薄膜蒸发器 特 点 传热系数大、蒸发强度高 应 用 石化、精细化工、医药等 生 产 南京氟源化工管道有限公司
目录
1 应用
2 结构特点
3 性能特点
4 行业标准
应用编辑
南京氟源化工管道有限公司结合欧美、加拿大、日本技术,由加拿大和日本专家共同开发设计制造成功的搪玻璃薄膜蒸发器,既具有搪玻璃的优良耐腐蚀性能,克服了普通薄膜蒸发器不能用于腐蚀性物料的缺点,同时又具备普通薄膜蒸发器的所有优点,填补了国内空白。现已成功开发出WFE-0.5~6.0㎡系列产品。目前国内已有多家企业在生产制造。
结构特点
以WFE-2.0型薄膜蒸发器为例进行说明。各结构件及主要功能分述如下:
1、电机轴承支架
它是搅拌的驱动装置。合理的设计确保了主轴稳定正常的运转。转子的旋转速度取决于搅拌(刮板)形式、物料的粘度和蒸发筒体的内径,合适的线速度是保证蒸发器稳定可靠运行及蒸发效果的重要参数之一。WFE-2.0型搪玻璃薄膜蒸发器筒体内径Φ600mm。
电机功率:2.2KW;速比:1:12;转速:125r/min。
2、上筒体(分离筒)
预热后的物料由进料口经进料管进入分散盘,在离心力的作用下将分散盘内的物料均匀布洒于蒸发筒体内壁预成膜,然后在甩片(刮片)的强制作用下强制形成均匀薄膜。蒸发出的蒸气经分散盘中间的升气孔呈螺旋状进入上筒体,在离心力和重力力场作用下将可能夹带的液滴和泡沫分离后再由蒸发口引出蒸发器。
3、分散盘
分散盘安装在搅拌轴上和搅拌轴一起旋转。合理的设计使物料在离心力和重力场的作用下连续均匀地呈膜状布洒在蒸发面上;使上升的蒸气呈螺旋状上升,从而在上筒体有效实现气液分离。
4、蒸发筒体
蒸发筒体是四氟甩片强制成膜的物料与夹套内加热介质(蒸汽)进行热交换的主要场所,是薄膜蒸发器的重要组件之一,因此对蒸发筒体的制造要求非常严格。
筒体在搪玻璃前经过精车加工(误差<0.35mm),经过高温搪玻璃烧成技术完成,磁层厚度均匀,变形甚小,目的是保证成膜的物料膜层厚度均匀,不易粘料和结垢,有效保证筒体的高传热系数和物料品质。
5、搅拌总成
安装在薄膜蒸发器内的搅拌总成主要由搪玻璃搅拌轴、如意棒、四氟甩片等组成。转子由电机、减速机驱动,并带动四氟甩片作圆周运动,在离心力的作用下甩片不断地将下降物料强制成膜,以达到良好的传热蒸发效果。
6、底封头
底封头设有夹套,可用于残液冷却或加热之用。独特的设计既有利于残液的出料,又利于抑制热敏性物料的分解、变质,有效保证了蒸发器的蒸发效果。
性能特点
薄膜蒸发器具备有下述独特的特点,是常规薄膜蒸发器所不能比拟的。
1、极小的压力损失
“液体流”和“气体流”是两个独立的“通道”。“液体流”在离心力的作用下从分散盘中均匀布洒于蒸发筒体内壁(并强制成膜)降膜而下;蒸发出的“气体流”则从蒸发筒体的空间几乎无阻碍地离开蒸发器,因此压力损失(也称阻力降)极小。
2、可实现高真空条件下的操作
(1)独特的设计使系统可在绝对真空条件下稳定运行;
(2)由于压力损失极小,可使整个蒸发筒体内壁成膜的蒸发面维持较高的真空度(可达3mmHg即400Pa),几乎等同于真空系统出口真空度(真空度的高低取决于客户真空系统的能力和蒸发物料的性质)。由于真空度的降低可有效降低被处理物料的沸点。
3、高传热系数、高蒸发强度
呈湍流状态的液体薄膜大大降低了热阻,有效提高了总传热系数;特殊的结构设计和较短的停留时间抑制物料在壁面的结焦、结垢确保了系统总传热系数的稳定;物料沸点的降低,增大了物料与加热介质的(蒸汽)的温差,提高了传热强度和蒸发强度。
搪玻璃薄膜蒸发器的总传热系数很高可达200~450Kcal/㎡·h·℃(根据被处理物质的物性而定)。
4、低温蒸发
由于蒸发面可维持较高的真空度,使被处理物料的沸点大大降低,因此特备适宜于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热时间很短,约3~4秒(视物料粘度不同而不同),可有效防止热敏性物料在蒸发过程中分解、聚合和变质,有利于提高产品品质。
6、可利用低品位蒸汽
由于降低了物料的沸点,在保证蒸发能力的前提下可降低加热介质的温度,因此可利用低品位蒸汽作为加热介质,有利于能量的综合利用。
7、适应性强、操作方便
搪玻璃薄膜蒸发器可处理除氟酸、光气、浓(浓度﹥30%,温度﹥150℃)、强碱(PH>12及温度>100℃)的一切化工介质(含氟离子除外),适应性强。
该系列蒸发器操作弹性大,运行工况稳定,操作、维护方便,且维护工作量小。
搪玻璃薄膜蒸发器
薄膜蒸发器具有优良的性能,它传热系数大、蒸发强度高、过流时间短、操作弹性大,尤其适宜热敏性和高粘度物料的蒸发浓缩,脱气脱溶,蒸馏提纯。可作为单蒸馏设备单独成套使用,亦可作为加热器用于精馏塔、气提塔等系统。诸多的优良性能,使其在石化、精细化工、医药、农药、日化、食品等行业得以广泛应用。
中文名 搪玻璃薄膜蒸发器 特 点 传热系数大、蒸发强度高 应 用 石化、精细化工、医药等 生 产 南京氟源化工管道有限公司
目录
1 应用
2 结构特点
3 性能特点
4 行业标准
应用
南京氟源化工管道有限公司结合欧美、加拿大、日本技术,由加拿大和日本专家共同开发设计制造成功的搪玻璃薄膜蒸发器,既具有搪玻璃的优良耐腐蚀性能,克服了普通薄膜蒸发器不能用于腐蚀性物料的缺点,同时又具备普通薄膜蒸发器的所有优点,填补了国内空白。现已成功开发出WFE-0.5~6.0㎡系列产品。目前国内已有多家企业在生产制造。
结构特点
以WFE-2.0型薄膜蒸发器为例进行说明。各结构件及主要功能分述如下:
1、电机轴承支架
它是搅拌的驱动装置。合理的设计确保了主轴稳定正常的运转。转子的旋转速度取决于搅拌(刮板)形式、物料的粘度和蒸发筒体的内径,合适的线速度是保证蒸发器稳定可靠运行及蒸发效果的重要参数之一。WFE-2.0型搪玻璃薄膜蒸发器筒体内径Φ600mm。
电机功率:2.2KW;速比:1:12;转速:125r/min。
2、上筒体(分离筒)
预热后的物料由进料口经进料管进入分散盘,在离心力的作用下将分散盘内的物料均匀布洒于蒸发筒体内壁预成膜,然后在甩片(刮片)的强制作用下强制形成均匀薄膜。蒸发出的蒸气经分散盘中间的升气孔呈螺旋状进入上筒体,在离心力和重力力场作用下将可能夹带的液滴和泡沫分离后再由蒸发口引出蒸发器。
3、分散盘
分散盘安装在搅拌轴上和搅拌轴一起旋转。合理的设计使物料在离心力和重力场的作用下连续均匀地呈膜状布洒在蒸发面上;使上升的蒸气呈螺旋状上升,从而在上筒体有效实现气液分离。
4、蒸发筒体
蒸发筒体是四氟甩片强制成膜的物料与夹套内加热介质(蒸汽)进行热交换的主要场所,是薄膜蒸发器的重要组件之一,因此对蒸发筒体的制造要求非常严格。
筒体在搪玻璃前经过精车加工(误差<0.35mm),经过高温搪玻璃烧成技术完成,磁层厚度均匀,变形甚小,目的是保证成膜的物料膜层厚度均匀,不易粘料和结垢,有效保证筒体的高传热系数和物料品质。
5、搅拌总成
安装在薄膜蒸发器内的搅拌总成主要由搪玻璃搅拌轴、如意棒、四氟甩片等组成。转子由电机、减速机驱动,并带动四氟甩片作圆周运动,在离心力的作用下甩片不断地将下降物料强制成膜,以达到良好的传热蒸发效果。
6、底封头
底封头设有夹套,可用于残液冷却或加热之用。独特的设计既有利于残液的出料,又利于抑制热敏性物料的分解、变质,有效保证了蒸发器的蒸发效果。
性能特点编辑
薄膜蒸发器具备有下述独特的特点,是常规薄膜蒸发器所不能比拟的。
1、极小的压力损失
“液体流”和“气体流”是两个独立的“通道”。“液体流”在离心力的作用下从分散盘中均匀布洒于蒸发筒体内壁(并强制成膜)降膜而下;蒸发出的“气体流”则从蒸发筒体的空间几乎无阻碍地离开蒸发器,因此压力损失(也称阻力降)极小。
2、可实现高真空条件下的操作
(1)独特的设计使系统可在绝对真空条件下稳定运行;
(2)由于压力损失极小,可使整个蒸发筒体内壁成膜的蒸发面维持较高的真空度(可达3mmHg即400Pa),几乎等同于真空系统出口真空度(真空度的高低取决于客户真空系统的能力和蒸发物料的性质)。由于真空度的降低可有效降低被处理物料的沸点。
3、高传热系数、高蒸发强度
呈湍流状态的液体薄膜大大降低了热阻,有效提高了总传热系数;特殊的结构设计和较短的停留时间抑制物料在壁面的结焦、结垢确保了系统总传热系数的稳定;物料沸点的降低,增大了物料与加热介质的(蒸汽)的温差,提高了传热强度和蒸发强度。
搪玻璃薄膜蒸发器的总传热系数很高可达200~450Kcal/㎡·h·℃(根据被处理物质的物性而定)。
4、低温蒸发
由于蒸发面可维持较高的真空度,使被处理物料的沸点大大降低,因此特备适宜于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热时间很短,约3~4秒(视物料粘度不同而不同),可有效防止热敏性物料在蒸发过程中分解、聚合和变质,有利于提高产品品质。
6、可利用低品位蒸汽
由于降低了物料的沸点,在保证蒸发能力的前提下可降低加热介质的温度,因此可利用低品位蒸汽作为加热介质,有利于能量的综合利用。
7、适应性强、操作方便
搪玻璃薄膜蒸发器可处理除氟酸、光气、浓(浓度﹥30%,温度﹥150℃)、强碱(PH>12及温度>100℃)的一切化工介质(含氟离子除外),适应性强。
该系列蒸发器操作弹性大,运行工况稳定,操作、维护方便,且维护工作量小。。
搪玻璃薄膜蒸发器
结构形式和基本参数
1 范围
本标准规定了搪玻璃薄膜蒸发器的型式、基本参数、主要尺寸和要求以及铭牌、出厂文件及包装、运输。
本标准适用于器内设计压力大于-0.1MPa小于等于0.25MPa,夹套内设计压力小于等于0.6MPa,设计温度小于200℃,由刮片强制成膜的降膜式搪玻璃薄膜蒸发器。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 25025 搪玻璃设备技术条件
HG/T 2049 搪玻璃设备 高颈法兰
HG/T 2054 搪玻璃设备 卡子
HG/T 2057 搪玻璃搅拌容器用机械密封
HG/T 2143 搪玻璃设备 管口
HG/T 2144 搪玻璃设备 视镜
JB/T 4712.3 容器支座 第3部分 耳式支座
JB/T 4746 钢制压力容器用封头
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
搪玻璃薄膜蒸发器 glass-lined wiped film evaporator。
由蒸发筒体、分离筒、下筒体、分散盘、刮片组装而成的搪玻璃薄膜蒸发器。
4 型式、基本参数及主要尺寸
4.1搪玻璃薄膜蒸发器型式、基本参数及主要尺寸见图1、表1、表2及表3。
图1 搪玻璃薄膜蒸发器
刮板薄膜蒸发器
刮板薄膜蒸发器是壳体外部装有加热蒸汽夹套,其内部装有可旋转的刮板,刮板由圆筒中心的旋转轴带动。原料液由蒸发器上部沿切向加入后,在重力和旋转刮板的带动下,沿壳体的内壁面形成下旋的薄膜,完成液由底部排出器外,二次蒸汽则经除沫器后由上部排出。这种蒸发器的突出优点是对物料的适应性很强,对高黏度、易结晶、易结垢、含悬浮物或兼有热敏性料液的蒸发均适用。
中文名 刮板薄膜蒸发器 外文名 Scraper film evaporator 结构特点 它是转子旋转的驱动装置 分 类 一种蒸发器类型 特 点 物料液体沿加热管壁呈膜状流动
目录
1 简介
2 组成
3 性能与特点
4 性能特点
5 工作原理
简介
刮板薄膜蒸发器是壳体外部装有加热蒸汽夹套,其内部装有可旋转的刮板,刮板由圆筒中心的旋转轴带动。原料液由蒸发器上部沿切向加入后,在重力和旋转刮板的带动下,沿壳体的内壁面形成下旋的薄膜,完成液由底部排出器外,二次蒸汽则经除沫器后由上部排出。这种蒸发器的突出优点是对物料的适应性很强,对高黏度、易结晶、易结垢、含悬浮物或兼有热敏性料液的蒸发均适用。 [1]
组成
它主要由加热夹套和刮板组成,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。料液经预热后由蒸发器上部沿切线方向加入,在重力和旋转刮板的作用下,分布在内壁形成下旋薄膜,并在下降过程中不断被蒸发浓缩,完成液由底部排出,二次蒸汽由顶部逸出。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)加热面积不大,且动力消耗大 [1] 。
刮板蒸发器2
性能与特点
设备采用离心式滑动沟槽转子,是国外新结构蒸发器,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。
性能特点
1.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。
2.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。
3.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,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。
4.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。
5.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。
工作原理
物料从大直径端连续不断地进入卧式蒸发器,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。 圆锥型薄膜蒸发器,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(注意:相同的结果同样出现在垂直圆锥型薄膜蒸发器里)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)穿过卧式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
旋转薄膜蒸发器
目录
1 概述:
2 结构特点:
3 功能特点:
概述:
高效旋转薄膜蒸发器,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。所以在化工、医药、农药等行业得到广泛应用。
结构特点:
1.电机、减速机是转子旋转的驱动装置,转子的转速大小取决于刮板的形式、物料粘度和蒸发筒身内径,合适的线速度是保证蒸发器稳定可靠运行的重要参数之一。
2.分离筒 物料由分离筒下端加入口切向进入蒸发器,由布料器均匀连续地分布于蒸发筒身内壁,从蒸发筒身蒸发的二次蒸发上升至分离筒,由捕沫器除去液滴或泡沫,二次蒸汽从上端的出口引出蒸发器。
3.布料器 从切向进入蒸发器的物料,由旋转的布料器连续均匀地涂布成膜状。
4.捕沫器将上升的二次蒸汽可能挟带的液滴或泡沫捕集,并使之回落到蒸发面上。
5.蒸发筒身 它是被旋转刮板强制成膜的物料与夹套内加热介质进行热交换的蒸发面。蒸发筒身的内径由蒸发面积及适宜长径比确定。
6.转子安装在蒸发器内的转子由转轴与转架组成。转子由电机减速机驱动,并带动刮板作圆周运动。转架采用不锈钢精密铸件,其强度、几何尺寸、稳定性等均可保证。
7.刮板随着刮板的运动.将物料在蒸发面上刮成薄膜,以利于蒸发。根据物料特性,可选择不同刮板形式。
(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导槽内,由于受转子旋转的离心力作用沿径向甩向蒸发筒内壁,同时随转子一起作圆周运动。使物料在蒸发壁面上呈膜状湍 流状态.极大提高了传热系数,防止物料的过热、干壁和结垢等现象。
通常刮板采用聚材质,它适用于150°C以下,当蒸发温度高于150°C时,需用碳纤维材质。
(2)固定刮板 固定刮板多采用金属材料,与蒸发筒内壁间隙仅为1-2mm,加工与安装精度较高,它适用于高粘度及易起泡物料的蒸发浓缩、脱溶。
(3)铰链刮板 这种刮板适用于易在加热面上结垢的物料,刮板常采用金属材料,当转子转动时,由于离心力的作用,刮板被紧压在蒸发筒内壁.将物料刮成薄膜,且防止壁面结垢。
功能特点:
1.极小的压力损失 在高效旋转薄膜蒸发器中,物科”流”与二次蒸汽”流”是两个独立的通道.物料沿蒸发筒体内壁(强制成膜)降膜而下,二次蒸汽则从筒体的空间几乎毫无阻碍地离开蒸发器,所以压力损失是极小的。
2实现高真空条件操作 由于二次蒸汽从蒸发面到冷凝器的阻力极小,使整个蒸发筒体内壁的蒸发面维持较高真空度(可达-750mmHg)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,高蒸发强度沸点降低,增大了与热介质温度差.呈湍流状态的液膜,降低了热阻,同时抑制物科在壁内结焦、结垢,也提高了蒸发筒壁的分传热系数,所以高效旋转薄膜蒸发器的总传热系数可高达8000KJ/h.m2,因此蒸发强度高。
4.低温蒸发 由于蒸发筒体内能维持较高的真空度,被处理物料沸点大大降低,所以更适合于热敏性物料的低温蒸发。
5过流时间短 物科在蒸发器过流时间很短,约10秒钟左右.对常用的滑动刮板而言,其刮动物料的端面有导流的沟槽,斜度为45°,改变斜角角度.可改变物科过流时间,物科在刮板刮动下,呈旋转下降离开蒸发段,缩短过流时间;有效防止产品在蒸发过程中的分解、聚合和变质。
6.可利用低品位蒸汽 蒸汽是常用的加热介质,由于降低了物料沸点,在相同条件下,可利用低品位蒸汽,有利于能量的综合利用。
7.适用性强,操作方便
独特的结构设计,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。旋转薄膜蒸发器操作弹性大、运行工况稳定、维护工作量小,维修方便。
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