蒸發(fā)是濃縮溶液的單元操作,通常溶劑可揮發(fā),而大多數(shù)溶質(zhì)的蒸氣壓趨近于零,不能揮發(fā)。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(guò)程,叫做蒸發(fā)。在大部分情況下蒸發(fā)器用水蒸氣作為加熱介質(zhì),通過(guò)金屬壁間接傳熱給溶液,溶液受熱后,溶劑沸騰汽化,產(chǎn)生的蒸汽(大多數(shù)情況下也是水蒸氣)叫做二次蒸汽。
降膜濃縮器工作原理在于物料由加熱室項(xiàng)部加入,經(jīng)液體分布器分布后呈膜狀向下流動(dòng),在管內(nèi)被加熱汽化,被汽化的蒸汽與液體一起由加熱管下端引出,經(jīng)氣液分離后即得到濃縮液。降膜濃縮器工藝流程有順流(并流)、逆流、混流(錯(cuò)流)、平流四種形式:
1、平流:各效都加料都出完成液,各效都有結(jié)晶析出,可及時(shí)分離結(jié)晶,一般用于飽和溶液的蒸發(fā)。
2、混流:順逆流流程的結(jié)合,兼有順逆流的優(yōu)點(diǎn)避其缺點(diǎn),但操作復(fù)雜,要求自控程度很高。
3、逆流: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(dòng)。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。
4、順流: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(dòng)流入下一效,完成液自末效(一般是在負(fù)壓下操作)用泵抽出。由于后一效的壓力低,溶液的沸點(diǎn)也低,溶液從前效進(jìn)入后一效時(shí)會(huì)閃蒸部分水分,產(chǎn)生的二次汽也較多,由于后效的濃度較前效高、操作溫度低,往往*效的傳熱系數(shù)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。
工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用降膜濃縮器操作有以下幾種場(chǎng)合:
1、濃縮稀溶液直接制取產(chǎn)品或?qū)馊芤涸偬幚碇迫」腆w產(chǎn)品,例如電解燒堿液的濃縮,食糖水溶液的濃縮及各種果汁的濃縮等;
2、同時(shí)濃縮溶液和回收溶劑,例如有機(jī)磷農(nóng)藥苯溶液的濃縮脫苯,中藥生產(chǎn)中酒精浸出液的蒸發(fā)等;
3、為了獲得純凈的溶劑,例如海水淡化等??傊诨瘜W(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、制藥等工業(yè)中,降膜蒸發(fā)器操作被廣泛應(yīng)用。