单效蒸发器设计解析

单效蒸发器主要由加热室(器)和别离室(器)两部分组成.别离室又称蒸腾室.跟着工业技术的迅猛发展，蒸腾设备不断地改进和立异，

品种繁复，结构各异.其分类办法也有不同.按运用目的分类，可分为浓缩用蒸腾器和海水淡化蒸腾器等;按操作，可分为间歇式和

接连式;按加热室的结构，可分为管式和非管式;按溶液在加热室的运动状况，可分为循环型和非循环型;按别离室压力巨细，可分

为真空蒸腾与常压蒸腾;按别离室与加热室的相对位置，可分为外热式和内热式;因为液膜式蒸腾器发展很快，因而，也有人按膜

式蒸腾器和非膜式蒸腾器来分类.

外热式蒸腾器

外热式蒸腾器如图5-3所示。因为加热室是设备在别离室的外面，因而，不只便于清洗和替换，并且还可下降蒸腾器的总高度。

这种蒸腾器的加热管较长(管的长径比l/d=50~100),循环管又没有遭到蒸汽加热，这样就更有利于溶液循环速度的进步，可达1.5m/s,

氧化铝厂的蒸腾器多选用这种型式的，它适于处理易结垢的溶液.

升膜式蒸腾器

升膜式蒸腾器如图5-6所示.其加热室由垂直长管组成。常用的加热管直径为25~50mm,管长与管径之比为100-150。质料

液经预热后由加热室的底部进入，在加热管内受热并迅速欢腾汽化，所发生的二次蒸汽在管内高速上升。常压下二次蒸汽出加热管

的速度应不低于1Om/s，一般为20~50m/s较合适;减压下可达100~160m/s，乃至更高。溶液为高速上升的蒸汽所带动，一边缘管内壁

呈膜状上升，一边接连不断地被蒸腾。这样，溶液在从加热室底部上升至顶部的进程中逐步被燕发，浓缩液与二次蒸汽的混合物进

入别离器后，完结液被别离而从别离器底部排出，二次蒸汽则从别离器上部排出。

升膜式蒸腾器适用于稀溶液、热敏性及易起泡的溶液。较浓溶液的蒸腾，汽化水量不多，难以达到所要求的二次蒸汽速度，故

不适用。对高枯度、易结晶、易结垢的溶液同样也不适用.

降膜蒸腾器降膜式蒸腾器如图5-7所示，料液由上部进入，经过液体散布器使液体均匀地成膜状沿着管内壁在重力效果下下降，在此进程中

生成蒸汽和浓缩液的混合物，由加热室下部抽出而进入别离室，完结汽、液别离。完结液由别离室的底部排出，二次蒸汽从别离器

上部排出。

与升膜式蒸腾器比较，降膜式的特色如下:

①降膜式蒸腾器更适于热敏性溶液的蒸腾。因为降膜式蒸腾器没有静压强效应，不会由此引起温差丢失;一起，欢腾传热系数和

温度差的关系不大，即在较低的传热温差下，传热系数也较大。

②降膜式蒸腾器适用于蒸腾量较小的场合.在降膜式蒸腾器中发生膜状活动的原因与升膜式的不同，前者是因为重力效果及液体对

管壁的亲润力，而使液体成膜状沿管壁下流，即不象后者取决于管内二次蒸汽的速度。

③降膜式蒸腾器要设置散布器。因为降膜式是借势力效果成膜的，为使每根管内液体均匀散布，因而，蒸腾器的上部有液体分

布器。并且散布器还尽量设备得水平，避免液膜活动不均匀。升膜式蒸腾器，则不需设备这类散布设备。

蒸腾器的特色

常见蒸腾器的特色列于表5-4.

蒸腾器类型挑选

(1)满意工艺要求

①较大的传热系数.

②合适溶液特性，如粘性、起泡性、热敏性、腐蚀性等.

③高效地别离液沫(别离室内装设捕计器).

①传热面上尘垢的生成速度缓慢.

⑤溶液在蒸腾进程中所分出的结晶体能排出。

⑥便利地清洗传热面。

⑦最终的二次蒸汽排出，得到妥善的处理.

(2)满意经济耍求

①设备的体积小，金属材料的消耗量少。

②制作简单。

③设备、检修便利。

①设备运用寿命长.

⑤出产牢靠.

⑧热能利用充沛，操作费用低。

效数的断定

在规划流程时应首先考虑选用单效蒸腾，仍是选用多效蒸腾.为了充沛利用热能，出产中一般选用多效蒸腾。因为在多效蒸腾中，

将前一效的二次蒸汽作为后效的加热蒸汽，故可节约加热蒸汽(生蒸汽)的消耗量。但不是效数愈多愈好，多效蒸腾的效数遭到经济上

和技术上的要素的约束。

经济上的约束是指效数超越必定值则经济上不合算。在多效蒸腾中，跟着效数的添加，则总蒸腾量相一起所需的生蒸汽量削减，

使操作费用下降。但效数越多，设备费也越多，所以不能无约束地添加效数。最合适的效数应使设备费和操作费二者之和为最小。

技术上的约束是指效数过多时燕发操作将难以进行。多效蒸腾中，第一效加热蒸汽温度和冷凝器的操作温度都是受约束的.即理

论传热总温差受约束，在具体操作条件下，此差值为必定值。当效数添加过多时，分配到各效的有用温度差将会小至无法确保各效发

生正常的欢腾状况，蒸腾操作将难以进行。所以效数也遭到约束.

出产中关于电解质溶液，如NaOH, NH4NO3等水溶液，因为其沸点升高较大，故一般为2-3效;关于非电解质溶液，如有机溶液等，

其沸点升高较小，所以效数可取4-6效。真实合适的效数，应经过最优化的办法来断定.

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