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降膜蒸发器

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降膜蒸发器是一种高效的蒸发设备,在众多工业领域中应用广泛。

1. 工作原理:

降膜蒸发是将料液从蒸发器加热室上管箱加入,经液体分布及成膜装置,均匀分配到各换热管内。在重力和真空诱导及气流作用下,料液成均匀膜状自上而下流动。流动过程中,被壳程加热介质加热汽化,产生的蒸汽与液相共同进入蒸发器的分离室。汽液经充分分离后,蒸汽进入冷凝器冷凝(单效操作)或进入下一效蒸发器作为加热介质(多效操作),液相则由分离室排出。

2. 结构组成:

加热蒸发室:由壳体、上管板、隔板、下管板和加热管等构成。壳体根据工作压力按压力容器或常压容器设计,考虑真空状态下受外压时的稳定性设置加强结构。壳体、加热管和管板的材质可根据介质性质或用户要求选用碳钢或不锈钢材质。

分配盘:用于将料液均匀地分布到各换热管内,使料液能够在换热管内壁形成均匀的液膜,是保证降膜蒸发器正常运行的关键部件。
气液分离室:对蒸发产生的蒸汽和浓缩后的液相进行分离,确保蒸汽能够顺利排出,液相能够得到收集。
除雾器:主要用于去除蒸汽中夹带的液滴,提高蒸汽的纯度,减少对后续设备的影响。
循环管:可以使部分料液进行循环,提高蒸发效率和物料的利用率。

3. 特点:

传热效率高:物料在换热管内壁呈膜状流动,增大了传热面积,且液膜流动速度较快,减少了热阻,使得传热系数较高。
物料停留时间短:物料在蒸发器内的停留时间短,不易引起物料变质,特别适用于处理热敏性物料。
操作灵活:开车快捷,容易从蒸发模式切换到清洗模式,改变要浓缩的产品种类也相对容易。
液体滞留量小:降膜蒸发器内的液体滞留量小,可以根据能量供应、真空度、进料量、浓度等的变化而快速运作。
能耗低:由于工艺流体仅在重力作用下流动,而不是靠高温差来推动,可以使用低温差蒸发,降低了能耗。
适用于发泡性物料:料液在加热管内成膜状蒸发,形成汽液分离,避免了泡沫的形成。

4. 应用范围:

广泛用于医药、食品、化工、轻工等行业的水或有机溶媒溶液的蒸发浓缩,也可用于这些行业的废液处理。

5. 优缺点对比:

优点:除上述特点外,降膜蒸发器的汽耗低,回水比大,二次冷凝水质量高。
缺点:操作性能主要取决于液体分布器的性能,对设备安装要求比较高,尤其是垂直度要求严格,并且不适合处理易结垢或有固体颗粒的物料。


来源:压力容器工程师
SolidWorks
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首次发布时间:2024-11-07
最近编辑:14天前
君雔
本科 | 高级工程师 压力容器工程师
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发卡式换热器Hairpin Type Heat Exchangers

Hairpin Type Heat Exchangers发卡式换热器一种高效传热性能的,结构紧凑、新型的热交换器。显著特点是可以将U型管束从2个壳体内抽出,便于清洗,这类换热器的壳体直径通常比较小,壳程介质流量小、介质粘度大、容易结焦、结垢,并且需要定期清洗的场合。设计用于通过各自管道流动的两种流体之间的热传递。这种换热器的设计允许在小占地面积内拥有较大的热传递表面积,非常适合用于空间有限且对空间有限制的应用场合。优势:高效传热:通过采用特殊的结构设计,较大的表面积与体积比,使得流体在换热器内形成强烈的湍流,有效应对热膨胀,从而大大提高了换热效率,。节省空间的设计:紧凑的设计允许高效的空间使用。易于清洗和维护:由于U型管束可以抽出,无内部螺栓连接,易于拆卸,使得换热器的清洗和维护变得更加方便。结构紧凑:发卡式换热器的壳体直径较小,占用空间少,适合空间受限的场合。适用于高压工况:发卡式换热器的设计能够承受较高的工作压力,适用于高压管侧应用。抗污性强:由于其结构设计,发卡式换热器不易产生积烟和污垢,减少了清洗的频率和维护成本。缺点:1.高成本:由于其特殊设计和制造过程,可能比其他类型的换热器更昂贵。2.有限的流体兼容性:可能不适用于高粘度、腐蚀性或磨蚀性的流体。3.复杂的设计:可能导致制造和维护困难。4.有限的可扩展性:由于其紧凑的设计限制了其传递大量热量的能力,可能不适用于大规模应用。场合:在工业和商业应用中,发卡式换热器被广泛用于多种场合,如发电厂、化工、暖通空调系统、炼油厂、纺织、钢铁、、食品和饮料加工、制药制造、太阳能热电厂和地热电厂等,特别是在需要高效热交换、冷却和加热的场合。此外,发卡式换热器还被广泛应用于锅炉、烟气冷凝器、空调系统等领域。标准:API发卡式换热器的标准主要参考的是API STD 663。这个标准规定了用于石油、石化和天然气行业的发夹式热交换器的机械设计、材料选择、制造、检查、测试和装运准备的要求,并给出了建议。发夹式换热器包括双管式和多管式换热器。API STD 663标准涵盖了发卡式换热器的设计、材料选用、制造工艺和检测等方面,旨在确保换热器在设计工况下满足热交换要求,同时保证安全和高效运行。发卡式换热器的特点是结构紧凑、传热性能高,适用于壳程介质流量小、介质粘度大、容易结焦、结垢,并且需要定期清洗的场合。这种换热器的U型管束可以从壳体内抽出,便于清洗,且壳体直径通常较小。在2022年7月至9月期间,API Std 663《发卡式换热器》第二版已经出版。API Heat Transfer公司:API Heat Transfer 公司作为管式换热器制造商协会(TEMA)的长期执行会员,提供全系列的管壳式换热器,包括发卡式结构,这些换热器可采用标准产品或根据客户要求定制设计,API Heat Transfer公司的产品还包括Basco管壳技术,这些产品拥有多种质量认证,包括ISO 9001:2008、PED、ASME U, UM, R, and S Codes、Chinese GB-code等。来源:压力容器工程师

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