降膜蒸發器

蒸發是濃縮溶液的單元操作，通常溶劑可揮發，而大多數溶質的蒸氣壓趨近於零，不能揮發。溶液在沸騰條件下，用汽化的辦法，排除部分溶劑，使其濃縮的過程，叫做蒸發。在大部分情況下蒸發器用水蒸氣作為加熱介質（通常稱之為加熱蒸汽、一次蒸汽或新鮮蒸汽），通過金屬壁間接傳熱給溶液，溶液受熱后，溶劑沸騰汽化，產生的蒸汽（大多數情況下也是水蒸氣）叫做二次蒸汽。

立式降膜蒸發器和降膜式再沸器如下圖(a)和圖(b)所示。料液從頂部進入料液分佈器。料液分佈器把料液均勻地分佈到每根加熱管中，並使其呈膜狀沿管內壁往下流動，液膜受到從管壁傳人的熱量而蒸發汽化。當傳熱溫差不大時，汽化發生在強烈擾動著的膜的內表面，而不是在加熱管與液膜的界面（即加熱管內表面），因此不易結垢。產生的蒸汽通常是與液膜併流往下。由於汽化表面很大，蒸汽中的液沫夾帶量較少，料液在管內壁呈膜狀流動，不充滿管子的整個截面，所以通過的料液量可以很少。

料液分佈器是降膜蒸發器的關鍵部件，降膜蒸發器的熱交換強度和生產能力實質上取決於料液沿換熱管分佈的均勻程度。所謂均勻分佈不僅是指液體要均勻地分配到每一根管子中，還要沿每根管的全部周邊均勻分佈，並在整個管子的長度上保持其均勻性。當料液不能均勻地濕潤全部加熱管的內表面時，缺液或少液表面就可能因蒸干而結垢，結垢表面反過來又阻滯了液膜的流動從而使鄰近區域的傳熱條件進一步惡化。

工藝流程有順流（併流）、逆流、混流（錯流）、平流四種形式：

溶液和蒸汽流向相同，都由一效順序流到末效。原料液用泵送入一效，依靠各效間的壓差，自動流入下一效，完成液自末效（一般是在負壓下操作）用泵抽出。由於后一效的壓力低，溶液的沸點也低，溶液從前效進入后一效時會閃蒸部分水分，產生的二次汽也較多，由於後效的濃度較前效高、操作溫度低，往往第一效的傳熱係數比末效高很多。順流流程一般適宜處理在高濃度的情況下為熱敏性的物料。

原料由泵從末效依次送入前效，完成液由一效排出，料液與蒸汽逆向流動。一般適宜處理粘度隨溫度和濃度變化較大的溶液，不易處理熱敏性物料。

順逆流流程的結合，兼有順逆流的優點避其缺點，但操作複雜，要求自控程度很高。

各效都加料都出完成液，各效都有結晶析出，可及時分離結晶，一般用於飽和溶液的蒸發。

1) 降膜式蒸發器的料液是從蒸發器的頂部加入，在重力作用下沿管壁成膜狀下降，並在此過程中蒸發增濃，在其底部得到濃縮液。降膜式蒸發器可以蒸發濃度較高、粘度較大物料。

2) 由於溶液在單程型蒸發器中呈膜狀流動，傳熱係數較高。

3) 停留時間短，不易引起物料變質，適於處理熱敏性物料。

4) 液體滯留量小，降膜蒸發器可以根據能量供應、真空度、進料量、濃度等的變化而採取快速運作。近常數,

5) 由於工藝流體僅在重力作用下流動，而不是靠高溫差來推動，可以使用低溫差蒸發。

6) 降膜蒸發器適用於發泡性物料蒸發濃縮，由於料液在加熱管內成膜狀蒸發，即形成汽液分離，同時在效體底部，料液大部份即被抽走，只有少部份料液與所有二次蒸汽進入分離器強化分離，料液整過程沒有形成太大衝擊，避免了泡沫的形成。

降膜式蒸發器廣泛用於醫藥、食品、化工、輕工等行業的水或有機溶媒溶液的蒸發濃縮濃，並可廣泛用於以上行業的廢液處理。尤其是適用於熱敏性物料，該設備在真空低溫條件下進行連續操作，具有蒸發能力高、節能降耗、運行費用低、且能保證物料在蒸發過程中不變性。