【文章內(nèi)容簡介】 的底部封頭內(nèi)有一隔板，將加熱管束分成兩部分。溶液由升膜管束底部進入，流向頂部，然后從降膜管束流下，進入分離室，得到完成液。適于處理濃縮過程中粘度變化大的溶液、廠房有限制的場合。（4）刮板薄膜式蒸發(fā)器如圖511所示。專為高粘度溶液的蒸發(fā)而設(shè)計。料液自頂部進入蒸發(fā)器后，在刮板的攪動下分布于加熱管壁，并呈模式旋轉(zhuǎn)向下流動。汽化的二次蒸汽在加熱管上端無夾套部分被旋刮板分去液沫，然后由上部抽出并加以冷凝，濃縮液由蒸發(fā)器底部放出。特點：借外力強制料液呈膜狀流動，可適應高粘度，易結(jié)晶、結(jié)垢的濃溶液蒸發(fā)缺點：結(jié)構(gòu)復雜，制造要求高，加熱面不大，且需要消耗一定的動力。（三）其它蒸發(fā)器1 . 直接加熱蒸發(fā)器（浸沒燃燒式）將一定比例的燃燒氣與空氣直接噴入溶液中，燃燒氣的溫度可高達1200～1800℃，由于氣、液間的溫度差大，且氣體對溶液產(chǎn)生強烈的鼓泡作用，使水分迅速蒸發(fā)，蒸出的二次蒸汽與煙道氣一同由頂部排出。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，不需要固定的傳熱面，熱利用率高適于處理易結(jié)垢、易結(jié)晶或有腐蝕性的溶液。不適于處理不能被燃燒氣污染及熱敏性的溶液。 在螺旋加熱管中，要被蒸發(fā)的液體從頂部流向底部，同時，沸騰膜與蒸汽并流流動，由于加熱管當然螺旋形狀，在中等高度的設(shè)備中可以容納很長的管子，經(jīng)過很長的管道流動中產(chǎn)生的蒸汽對液膜施加一個很高的剪切力。為此，彎曲的螺旋管將引起二次流，二次流被施加在沿管軸的流動上，這此作用可促進湍流并強化高粘情況下的熱傳遞。適用于達到高濃度和高粘度。為獲得高的蒸發(fā)比，這類蒸發(fā)器在高溫度差下和單程操作。 （四）蒸發(fā)器的選型蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)形式較多，選用和設(shè)計時，要在滿足生產(chǎn)任務要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能兼顧生產(chǎn)能力大，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便及經(jīng)濟性好等因素。表51列出了常見蒸發(fā)器的一些重要性能，可供選型的參考。（五）過程和設(shè)備的強化與展望縱觀國內(nèi)外蒸發(fā)裝置的研究，概括可分為以下幾個方面：開發(fā)新型蒸發(fā)器；改善蒸發(fā)器內(nèi)液體的流動狀況；改進溶液的工藝性質(zhì)；優(yōu)化設(shè)計和操作。圖512 除沫器的主要型式（一）除沫器（汽液分離器）蒸發(fā)操作時產(chǎn)生的二次蒸汽，在分離室與液體分離后，仍夾帶大量液滴，尤其是處理易產(chǎn)生泡沫的液體，夾帶更為嚴重。為了防止產(chǎn)品損失或冷卻水被污染，常在蒸發(fā)器內(nèi)（或外）設(shè)除沫器。圖512為幾種除塵器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中（a）～（d）直接安裝在蒸發(fā)器頂部，（e）～（g）安裝在蒸發(fā)器外部。（二）冷凝器和真空裝置1. 冷凝器冷凝器的作用是冷凝二次蒸汽。冷凝器有間壁式和直接接觸式兩種。倘若二次蒸汽為需回收的有價值物料或會嚴重污染水源，則應采用間壁式冷凝器。否則通常采用直接接觸式冷凝器。后一種冷凝器一般均在負壓下操作，這時為將混合冷凝后的水排出，冷凝器必須設(shè)置得足夠高，冷凝器底部的長管稱為大氣腿。2. 真空裝置當蒸發(fā)器在負壓下操作時，無論采用哪一種冷凝器，均需在冷凝器后安裝真空裝置。需要指出的是，蒸發(fā)器中的負壓主要是由于二次蒸汽冷凝所致，而真空裝置僅是抽吸蒸發(fā)系統(tǒng)泄漏的空氣、物料及冷卻水中溶解的不凝性氣體和冷卻水飽和溫度下的水蒸汽等，冷凝器后必須安真空裝置才能維持蒸發(fā)操作的真空度。常用的真空裝置有噴射泵、水環(huán)式真空泵、往復式或旋轉(zhuǎn)式真空泵等。采用多效蒸發(fā)的目的是為了減少新鮮蒸氣用量，具體方法是將前一效的二次蒸氣作為后一效的加熱蒸氣。 即加熱蒸氣和原料液均順次流經(jīng)各效。這種加料的特點是前一效到后一效可自動加料，后一效中的物料會產(chǎn)生自蒸發(fā)，可多蒸出部分水汽，但溶液的黏度會隨效數(shù)的增加而增大，使傳熱系數(shù)逐效下降，所以并流加料不適宜處理隨濃度增加而增加較高的物料。 即加熱蒸氣走向與并流相同，而物料走向則與并流相反。這種加料的特點是各效中的傳熱系數(shù)較均勻，適于處理黏度隨溫度變化較大的物料。 即加熱蒸氣走向與并流相同，但原料液和完成液則分別從各效中加入和排出。這種流程適用于處理易結(jié)晶物料。 本流程的特點是在各效間兼用并流和逆流加料法。兼有并、逆流的優(yōu)點，但是 操作復雜，適于料液粘度隨濃度顯著增加的場合。由于本次設(shè)計所處理的物料為燒堿溶液，才用一般的并流操作即可。 工藝計算及主體結(jié)構(gòu)計算用試差法求解的具體計算采取以下步驟： 設(shè)各效蒸發(fā)量W1 ,W2，…和各效壓力p1，p2，…為初值。各效蒸發(fā)量的初值可按各效蒸發(fā)量相等的原則確定，也可以根據(jù)具體蒸發(fā)過程的經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定。各效的操作壓力可按各效壓差相等計算，即取相鄰兩效間的壓差相等計算。 根據(jù)各效蒸發(fā)量的初值，應用物料衡算就確定各效溶液溶液濃度xi。 根據(jù)各效壓力的初設(shè)值與計算出的溶液濃度xi，確定各效的溫度差損失Δi和溶液沸點Ti。 應用熱量衡算，解出加熱蒸汽用量D與各效蒸發(fā)量W1 ,W2，…。 應用傳熱速率方程式，計算各效所需的傳熱面積Ai。 檢驗各效蒸發(fā)量的計算值和初設(shè)值是否相等，各效傳熱面積是否相等，如果不相等，重設(shè)初值，重新計算。一、物料衡算第一效，設(shè)溶質(zhì)在蒸發(fā)過程中不揮發(fā)，且蒸發(fā)過程是個定態(tài)過程，單位時間進入和離開蒸發(fā)器的量相等，即水分蒸發(fā)量： 完成液的濃度： 式中： —原料液量，kg/h； —蒸發(fā)水量，kg/h； —原料液中溶質(zhì)的濃度，質(zhì)量分數(shù)； —完成液中溶質(zhì)的濃度，質(zhì)量分數(shù)。第二效，同第一效， 完成液的濃度： 二、熱量衡算 第一效，對蒸發(fā)器作熱量衡算，當加熱蒸汽在飽和溫度下排出時， 即 式中 —加熱蒸汽消耗量，kg/h； r —加熱蒸汽的冷凝熱，J/kg； —水的汽化熱，J/kg ； —原料液的平均質(zhì)量熱容，J/（kgK） ； T—溫度，（℃）考慮到稀釋熱和熱損失，需要引入熱利用系數(shù)η，則： η1溶液稀釋熱越大，η越小，對于NaOH溶液，可以利用下列經(jīng)驗公式計算： η= 其中Δx為溶液在蒸發(fā)器中濃度的增高值，以質(zhì)量分數(shù)表示。第二效，同第一效， η2