一、中央循環(huán)管式蒸發(fā)器

中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)其加熱室由一垂直的加熱管束（沸騰管束）構(gòu)成，在管束中央有一根直徑較大的管子，稱為中央循環(huán)管，其截面積一般為加熱管束總截面積的40~100%。當(dāng)加熱介質(zhì)通入管間加熱時(shí)，由于加熱管內(nèi)單位體積液體的受熱面積大于中央循環(huán)管內(nèi)液體的受熱面積，因此加熱管內(nèi)液體的相對(duì)密度小，從而造成加熱管與中央循環(huán)管內(nèi)液體之間的密度差，這種密度差使得溶液自中央循環(huán)管下降，再由加熱管上升的自然循環(huán)流動(dòng)。溶液的循環(huán)速度取決于溶液產(chǎn)生的密度差以及管的長(zhǎng)度，其密度差越大，管子越長(zhǎng)，溶液的循環(huán)速度越大。但這類蒸發(fā)器由于受總高度限制，加熱管長(zhǎng)度較短，一般為1~2m，直徑為25~75mm，長(zhǎng)徑比為20~40。

中央循環(huán)管蒸發(fā)器具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在工業(yè)上的應(yīng)用十分廣泛，有所謂“標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器”之稱。但實(shí)際上，由于結(jié)構(gòu)上的限制，其循環(huán)速度較低（一般在0.5m/s以下）；而且由于溶液在加熱管內(nèi)不斷循環(huán)，使其濃度始終接近完成液的濃度，因而溶液的沸點(diǎn)高、有效溫度差減小。此外，設(shè)備的清洗和檢修也不夠方便。

外熱式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是加熱室與分離室分開(kāi)，這樣不僅便于清洗與更換，而且可以降低蒸發(fā)器的總高度。因其加熱管較長(zhǎng)（管長(zhǎng)與管徑之比為50~100），同時(shí)由于循環(huán)管內(nèi)的溶液不被加熱，故溶液的循環(huán)速度大，可達(dá)1.5m/s。

升膜式蒸發(fā)器的加熱室由一根或數(shù)根垂直長(zhǎng)管組成，通常加熱管直徑為25~50mm，管長(zhǎng)與管徑之比為100~150。原料液經(jīng)預(yù)熱后由蒸發(fā)器的底部進(jìn)入，加熱蒸汽在管外冷凝。當(dāng)溶液受熱沸騰后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管內(nèi)高速上升，帶動(dòng)液體沿管內(nèi)壁成膜狀向上流動(dòng)，上升的液膜因受熱而繼續(xù)蒸發(fā)。故溶液自蒸發(fā)器底部上升至頂部的過(guò)程中逐漸被蒸濃，濃溶液進(jìn)入分離室與二次蒸汽分離后由分離器底部排出。常壓下加熱管出口處的二次蒸汽速度不應(yīng)小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓操作時(shí)，有時(shí)可達(dá)100~160m/s或更高。

升膜蒸發(fā)器適用于蒸發(fā)量較大（即稀溶液）、熱敏性及易起泡沫的溶液，但不適于高粘度、有晶體析出或易結(jié)垢的溶液。

其與臥式殼管式冷凝器的結(jié)構(gòu)基本相似。按供液方式可分為殼管式蒸發(fā)器和干式蒸發(fā)器兩種。臥式殼管式蒸發(fā)器廣泛使用于閉式鹽水循環(huán)系統(tǒng)。

結(jié)構(gòu)緊湊，液體與傳熱表面接觸好，傳熱系數(shù)高。但是它需要充入大量制冷劑，液柱對(duì)蒸發(fā)溫度將會(huì)有一定的影響。且當(dāng)鹽水濃度降低或鹽水泵因故停機(jī)時(shí)，鹽水在管內(nèi)有被凍結(jié)的可能。若制冷劑為氟利昂，則氟利昂內(nèi)溶解的潤(rùn)滑油很難返回壓縮機(jī)。此外清洗時(shí)需停止工作。

立管式和螺旋管式蒸發(fā)器的共同點(diǎn)是制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā)，整個(gè)蒸發(fā)器管組沉浸在盛滿載冷劑的箱體內(nèi)(或池、槽內(nèi))，為了保證載冷劑在箱內(nèi)以一定速度循環(huán)，箱內(nèi)焊有縱向隔板和裝有螺旋攪拌器。載冷劑流速一般為0.3～0.7m/s，以增強(qiáng)傳熱。

立管式和螺旋管式蒸發(fā)器只能用于開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)，故載冷劑必須是非揮發(fā)性物質(zhì)，常用的是鹽水和水等。如用鹽水，蒸發(fā)器管子易被氧化，且鹽水易吸潮而使?jié)舛冉档汀＿@兩種蒸發(fā)器可以直接觀察載冷劑的流動(dòng)情況，廣泛用于以氨為制冷劑的鹽水制冷系統(tǒng)。

冷卻排管是用來(lái)冷卻空氣的一種蒸發(fā)器。廣泛應(yīng)用于低溫冷藏庫(kù)中，制冷劑在冷卻排管內(nèi)流動(dòng)并蒸發(fā)，管外作為傳熱介質(zhì)的被冷卻空氣作自然對(duì)流。

冷卻排管最大的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作，對(duì)庫(kù)房?jī)?nèi)貯存的非包裝食品造成的干耗較少。但排管的傳熱系數(shù)較低，且融霜時(shí)操作困難，不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。對(duì)于氨直接冷卻系統(tǒng)用無(wú)縫鋼管焊制，采用光管或繞制翅片管；對(duì)于氟利昂系統(tǒng)，大都采用繞片或套片式銅管翅片管組。

蛇管式頂管重力供液或氨泵供液均可；單排和雙排蛇管式墻排管可用于下進(jìn)上出式的氨泵供液系統(tǒng)及重力供液系統(tǒng)，對(duì)單根蛇管式排管還可用于氨泵上進(jìn)下出供液系統(tǒng)和熱力膨脹閥供液系統(tǒng)。

蛇管式排管的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制作，存液量較小，適用性強(qiáng)。其主要缺點(diǎn)為排管下段產(chǎn)生的蒸氣不能及時(shí)引出，必須經(jīng)過(guò)排管的全長(zhǎng)后才能排出，故傳熱系數(shù)小，汽液二相流動(dòng)阻力大。

冷風(fēng)機(jī)多是由軸流式風(fēng)機(jī)與冷卻排管等組成的一臺(tái)成套設(shè)備。它依靠風(fēng)機(jī)強(qiáng)制庫(kù)房?jī)?nèi)的空氣流經(jīng)箱體內(nèi)的冷卻排管進(jìn)行熱交換，使空氣冷卻，從而達(dá)到降低庫(kù)溫的目的。

冷風(fēng)機(jī)按冷卻空氣所采用的方式可分為干式、濕式和干濕混合式三種。其中，制冷劑或載冷劑在排管內(nèi)流動(dòng)，通過(guò)管壁冷卻管外空氣的稱為干式冷風(fēng)機(jī)；以噴淋的載冷劑液體直接和空氣進(jìn)行熱交換的，稱為濕式冷風(fēng)機(jī)；混合式冷風(fēng)機(jī)除冷卻排管外，還有載冷劑的噴淋裝置。

冷庫(kù)常用的干式冷風(fēng)機(jī)按其安裝的位置又可分為吊頂式和落地式兩種類型。它們都由空氣冷卻排管，通風(fēng)機(jī)及除霜裝置組成，且冷風(fēng)機(jī)內(nèi)的冷卻排管都是套片式的。大型干式冷風(fēng)機(jī)常為落地式。

這種蒸發(fā)器的特征在于加長(zhǎng)的加熱管，并使加熱室安裝在蒸發(fā)器的外面，這樣可以減低蒸發(fā)器的總長(zhǎng)度，同時(shí)循環(huán)管沒(méi)有受到蒸汽加熱，使溶液的自然循環(huán)速度較快。

它是中央循環(huán)管蒸發(fā)器的改進(jìn)。其加熱室像個(gè)懸筐，懸掛在蒸發(fā)器殼體的下部，可由頂部取出，便于清洗與更換。加熱介質(zhì)由中央蒸汽管進(jìn)入加熱室，而在加熱室外壁與蒸發(fā)器殼體的內(nèi)壁之間有環(huán)隙通道，其作用類似于中央循環(huán)管。操作時(shí)，溶液沿環(huán)隙下降而沿加熱管上升，形成自然循環(huán)。一般環(huán)隙截面積約為加熱管總面積的100~150%，因而溶液循環(huán)速度較高（約為1~1.5m/s）。由于與蒸發(fā)器外殼接觸的是溫度較低的沸騰液體，故其熱損失較小。

懸筐式蒸發(fā)器適用于蒸發(fā)易結(jié)垢或有晶體析出的溶液。它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單位傳熱面需要的設(shè)備材料量較大。

列文蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在加熱室的上部增設(shè)一沸騰室。這樣，加熱室內(nèi)的溶液由于受到這一段附加液柱的作用，只有上升到沸騰室時(shí)才能汽化。在沸騰室上方裝有縱向隔板，其作用是防止氣泡長(zhǎng)大。此外，因循環(huán)管不被加熱，使溶液循環(huán)的推動(dòng)力較大。循環(huán)管的高度一般為7~8m，其截面積約為加熱管總截面積的200~350%。因而循環(huán)管內(nèi)的流動(dòng)阻力較小，循環(huán)速度可高達(dá)2~3m/s。

列文蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是循環(huán)速度大，傳熱效果好，由于溶液在加熱管中不沸騰，可以避免在加熱管中析出晶體，故適用于處理有晶體析出或易結(jié)垢的溶液。其缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，需要的廠房高。此外，由于液層靜壓力大，故要求加熱蒸汽的壓力較高。

上述各種蒸發(fā)器均為自然循環(huán)型蒸發(fā)器，即靠加熱管與循環(huán)管內(nèi)溶液的密度差引起溶液的循環(huán)，這種循環(huán)速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結(jié)垢及有大量析出結(jié)晶的溶液。對(duì)于這類溶液的蒸發(fā)，可采用強(qiáng)制循環(huán)型蒸發(fā)器。這種蒸發(fā)器是利用外加動(dòng)力（循環(huán)泵）使溶液沿一定方向作高速循環(huán)流動(dòng)。循環(huán)速度的大小可通過(guò)調(diào)節(jié)泵的流量來(lái)控制。一般循環(huán)速度在2.5m/s以上。

這種蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是傳熱系數(shù)大，對(duì)于粘度較大或易結(jié)晶、結(jié)垢的物料，適應(yīng)性較好，但其動(dòng)力消耗較大。

降膜式蒸發(fā)器與升膜蒸發(fā)器的區(qū)別在于原料液由加熱管的頂部加入。溶液在自身重力作用下沿管內(nèi)壁呈膜狀下流，并被蒸發(fā)濃縮，汽液混合物由加熱管底部進(jìn)入分離室，經(jīng)氣液分離后，完成液由分離器的底部排出。

為使溶液能在壁上均勻成膜，在每根加熱管的頂部均需設(shè)置液體布膜器。布膜器的型式有多種，較常用的三種，采用一螺旋型溝槽的圓柱體作為導(dǎo)流管，液體沿溝槽旋轉(zhuǎn)下流分布在整個(gè)管內(nèi)壁上；導(dǎo)流管下部為圓錐體，錐體底面向下內(nèi)凹，以免沿錐體斜面流下的液體再向中央聚集；液體是通過(guò)齒縫沿加熱管內(nèi)壁成膜狀下降。

降膜蒸發(fā)器可以蒸發(fā)濃度較高的溶液，對(duì)于粘度較大的物料也能適用。但對(duì)于易結(jié)晶或易結(jié)垢的溶液不適用。此外，由于液膜在管內(nèi)分布不易均勻，與升膜蒸發(fā)器相比，其傳熱系數(shù)較小。

刮板薄膜蒸發(fā)器是利用旋轉(zhuǎn)刮片的刮帶作用，使液體分布在加熱管壁上。它的突出優(yōu)點(diǎn)是對(duì)物料的適應(yīng)性很強(qiáng)，例如對(duì)于高粘度、熱敏性和易結(jié)晶、結(jié)垢的物料都能適用。刮板薄膜蒸發(fā)器的殼體外部裝有加熱蒸汽夾套，其內(nèi)部裝有可旋轉(zhuǎn)的攪拌刮片，旋轉(zhuǎn)刮片有固定的和活動(dòng)的兩種。前者與殼體內(nèi)壁的縫隙為0.75~1.5mm，后者與器壁的間隙隨攪拌軸的轉(zhuǎn)數(shù)而變。料液由蒸發(fā)器上部沿切線方向加入后，在重力和旋轉(zhuǎn)刮片帶動(dòng)下，溶液在殼體內(nèi)壁上形成下旋的薄膜，并在下降過(guò)程中不斷被蒸發(fā)濃縮，在底部得到完成液。在某些情況下，可將溶液蒸干而由底部直接獲得固體產(chǎn)物。

這類蒸發(fā)器的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動(dòng)力消耗大，傳熱面積小，一般為3~4m2，最大不超過(guò)20m2，故其處理量較小。

物料原液從換熱器上管箱加入，經(jīng)過(guò)布液器把物料分配到每根換熱管內(nèi)，并且沿著換熱管內(nèi)壁形成均勻的液體膜，管內(nèi)液體膜在向下流的過(guò)程中被殼程的加熱蒸汽加熱，邊向下流動(dòng)邊沸騰并進(jìn)行蒸發(fā)。到換熱管底端物料變成濃縮液和二次蒸汽。

濃縮液落入下管箱，二次蒸汽進(jìn)入氣液分離器。在氣液分離器中二次蒸汽夾帶的液體飛沫被去除，純凈的二次蒸發(fā)從分離器中輸送到壓縮機(jī)。壓縮機(jī)把二次蒸汽壓縮后作為加熱蒸汽輸送到換熱器殼程用于蒸發(fā)器熱源。實(shí)現(xiàn)連續(xù)蒸發(fā)過(guò)程。

1、換熱效率高

2、占地面積小

3、物料停留的時(shí)間短，不易引起物料變質(zhì)。

4、適用于較高粘度的物料。

降膜蒸發(fā)器適用于MVR蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程預(yù)濃縮工序，可以蒸發(fā)粘度較大的物料，尤其適用于熱敏性物料，但不適用處理有結(jié)晶的物料。

強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器由蒸發(fā)分離器、換熱器和強(qiáng)制循環(huán)泵組成。物料在換熱器的換熱管內(nèi)被換熱管外的蒸汽加熱溫度升高。在循環(huán)泵作用下物料上升到蒸發(fā)分離器中，在蒸發(fā)分離器內(nèi)由于物料靜壓下降使物料發(fā)生蒸發(fā)。

蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽從物料中溢出，物料被濃縮產(chǎn)生過(guò)飽和而使結(jié)晶生長(zhǎng)，解除過(guò)飽和的物料進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)泵，在循環(huán)泵作用下進(jìn)入換熱器，物料如此循環(huán)不斷蒸發(fā)濃縮或濃縮結(jié)晶。

晶漿從循環(huán)管路中用出料泵輸出。蒸發(fā)分離器內(nèi)的二次蒸汽經(jīng)過(guò)蒸發(fā)分離器上部的分離和除沫裝置凈化后輸送到壓縮機(jī)，壓縮機(jī)把二次蒸汽壓縮后輸送到換熱器殼程用作蒸發(fā)器加熱蒸汽，實(shí)現(xiàn)熱能循環(huán)連續(xù)蒸發(fā)。

1. 傳熱系數(shù)較低；

2. 換熱表面不易形成結(jié)垢或結(jié)晶。

適用于易結(jié)垢、產(chǎn)生結(jié)晶、高粘度物料蒸發(fā)濃縮或蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程。

OSLO蒸發(fā)結(jié)晶器由OSLO蒸發(fā)器、換熱器和強(qiáng)制循環(huán)泵組成。物料在換熱器的換熱管內(nèi)被換熱管外的蒸汽加熱溫度升高。在循環(huán)泵作用下物料上升到OSLO蒸發(fā)結(jié)晶器中，在OSLO蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)由于物料靜壓下降使物料發(fā)生蒸發(fā)。

蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽從物料中溢出，物料被濃縮產(chǎn)生過(guò)飽，過(guò)飽和溶液在OSLO蒸發(fā)結(jié)晶器的中心管內(nèi)下降與溶液中的小結(jié)晶充分接觸而使結(jié)晶進(jìn)一步生長(zhǎng)，成長(zhǎng)較大的結(jié)晶經(jīng)過(guò)淘析柱淘析把大結(jié)晶沉淀到淘析柱下面用晶漿泵輸送到稠厚器。較小的結(jié)晶在OSLO結(jié)晶器中繼續(xù)成長(zhǎng)。

經(jīng)過(guò)澄清的液體被強(qiáng)制循環(huán)泵輸送到換熱器繼續(xù)加熱，物料如此循環(huán)不斷蒸發(fā)濃縮或濃縮結(jié)晶。OSLO蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)的二次蒸汽經(jīng)過(guò)分離器上部的分離和除沫裝置凈化后輸送到壓縮機(jī)，壓縮機(jī)把二次蒸汽壓縮后輸送到換熱器殼程用作蒸發(fā)器加熱蒸汽。實(shí)現(xiàn)熱能循環(huán)連續(xù)蒸發(fā)。

1、結(jié)晶粒度大，粒度均勻

2、設(shè)備體積大，成本高

適用于要求結(jié)晶粒度較大的物料生產(chǎn)。

DTB型結(jié)晶器是一種典型的晶漿內(nèi)循環(huán)結(jié)晶器。由于在結(jié)晶器設(shè)置內(nèi)導(dǎo)流筒，形成了循環(huán)通道，使晶漿具有良好的混合條件，在蒸發(fā)結(jié)晶中能迅速消除過(guò)飽和度，能使溶液的過(guò)飽和度處于比較低的水平。特別適用于溶解度曲線比較陡的產(chǎn)品。DTB型結(jié)晶器性能良好，生產(chǎn)強(qiáng)度高，能生產(chǎn)顆粒較大的晶粒，且結(jié)晶器內(nèi)不易結(jié)疤。它已經(jīng)成為連續(xù)結(jié)晶器的主要形式之一。

生產(chǎn)強(qiáng)度高，結(jié)晶顆粒較大，性能穩(wěn)定。

適用于結(jié)晶粒度較大、生產(chǎn)強(qiáng)度較高的物料生產(chǎn)。

對(duì)于產(chǎn)量較小，結(jié)晶周期較短的，多采用立式結(jié)晶箱

產(chǎn)量較大，周期比較長(zhǎng)的，多采用臥式結(jié)晶箱

（1）體積大，晶體懸浮攪拌所消耗的動(dòng)力較??；

（2）對(duì)于結(jié)晶速度較快的物料可串聯(lián)操作，進(jìn)行連續(xù)結(jié)晶。

連續(xù)操作的 最佳控制是使溶液在進(jìn)口處即開(kāi)始生成晶核，進(jìn)入設(shè)備后很快就生成足夠的晶核，這些晶核懸浮在溶液中，隨著溶液在槽中的慢慢移動(dòng)長(zhǎng)大成晶體。最后從結(jié)晶槽的 另一端排出。

適于結(jié)晶速度比較快，容易自然起晶，且要求結(jié)晶晶體較大的產(chǎn)品；可控制溶液的蒸發(fā)速度和進(jìn)料速度，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。

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