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Z系列高效旋轉薄膜蒸發(fā)器
一、概述
   由本廠(chǎng)生產(chǎn)制造的Z系列旋轉刮板薄膜蒸發(fā)器,是一種通過(guò)旋轉刮板強制成膜,可在真空條件下進(jìn)行降膜蒸發(fā)的新型高效蒸發(fā)器。它傳熱系數大、蒸發(fā)強度高、過(guò)流時(shí)間短、操作彈性大,尤其適宜熱敏性物料、高粘度物料及易結晶含顆粒物料的蒸發(fā)濃縮、脫氣脫溶、蒸餾提純。因此,在化工、石化、醫藥、農藥、日化、食品、精細化工等行業(yè)獲得廣泛應用。
   我廠(chǎng)生產(chǎn)制造該類(lèi)設備已十年有余,積累了豐富的制造和使用經(jīng)驗。多年來(lái),根據市場(chǎng)需求,密切結合用戶(hù)的生產(chǎn)實(shí)際,以滿(mǎn)足用戶(hù)的工藝要求為前提,選擇合理適宜的設備結構,上乘可靠的制造質(zhì)量,在工裝設備、檢測手段及產(chǎn)品設計等方面不斷改進(jìn)并日趨完善,取得了引人注目的成績(jì),技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量在國內處水平。
二、結構特點(diǎn)
   Z系列薄膜蒸發(fā)器的主要結構如圖1所示,各結構件分述如下:
   1.電機、減速機
   它是轉子旋轉的驅動(dòng)裝置。轉子的轉動(dòng)速度將起決于刮板的形式.物料的粘度和蒸發(fā)筒身內徑;選擇刮板合適的線(xiàn)速度是蒸發(fā)器穩定可靠運行及滿(mǎn)意蒸發(fā)效果的重要參數之一。
   2.分離筒
   物料由設在分離筒身下端的入口切向進(jìn)入蒸發(fā)器,并經(jīng)安裝在分離筒身內的布料器被連續均勻地分布于蒸發(fā)筒身內壁,從蒸發(fā)筒身蒸發(fā)出的二次蒸汽上升至分離筒,經(jīng)安裝在內的氣液分離器,將二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫分離,二次蒸汽從上端的出口引出蒸發(fā)器。
   依據于蒸發(fā)器內阻力計算的分離筒身的合理設計,是避免物料“短路”的關(guān)鍵因素之一。(所謂“短路”,系指物料剛進(jìn)蒸發(fā)器,尚未完成蒸發(fā)過(guò)程,即從二次蒸汽出口離開(kāi)蒸發(fā)器。)
   3.布料器
   布料器安裝在轉子上。合理的設計,使從切線(xiàn)方向進(jìn)入蒸發(fā)器的物料,通過(guò)旋轉的布料器,被連續均勻地呈膜上潑布在蒸發(fā)面上。
   4.氣液分離器
   旋片式氣液分離器安裝在分離筒上方,它將上升的二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫捕集,并使之回落到蒸發(fā)面上。
   5.蒸發(fā)筒身
   又稱(chēng)加熱筒身。它是被旋轉刮板強制成膜的物料與夾套內加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換的蒸發(fā)面。蒸發(fā)筒身的內徑及長(cháng)度由蒸發(fā)面積及適宜的長(cháng)徑比確定。
   加熱筒身內壁經(jīng)專(zhuān)用機床加工和拋光,且與兩端法蘭連接面一次加工而,設備整體圓心度。經(jīng)過(guò)拋光(必要時(shí)鏡面拋光)的筒身內壁光滑潔亮,不易粘料和結垢,有效了設備的高傳熱系數。
   5.1若加熱介質(zhì)為蒸汽,加熱筒身一般采用夾套形式。
   5.2若加熱介質(zhì)為導熱油或高壓蒸汽時(shí),加熱筒身一般采用半管形式。
   6.轉子
   安裝在蒸發(fā)器筒體內的轉子由轉軸與轉架組成。轉子由電機、減速機驅動(dòng),并帶動(dòng)刮板作圓周運動(dòng)。轉架采用不銹鋼塑料加工而成,使其強度、幾何尺寸、穩定性等都得到有效
7.刮板
   由于刮板的運動(dòng),將物料不斷地在蒸發(fā)面上刮成薄膜,以達到薄膜蒸發(fā)的效果。
   根據物料的粘度等特性,有下述四種刮板形式可供選擇:
   (1) 滑動(dòng)刮板(見(jiàn)圖2)
   滑動(dòng)刮板是一種基本、常見(jiàn)的刮板形式。刮板被安裝在轉子的四條刮板導槽內,由于受轉子旋轉的離心力作用而沿徑向甩向蒸發(fā)筒體內壁面,同時(shí)隨轉子一起作圓周運動(dòng)。刮板的這種刮動(dòng),使物料在蒸發(fā)壁面上呈膜狀湍流狀態(tài),極大提高了傳熱系數,同時(shí)這種連續不斷的刮動(dòng),有效地抑制物料的過(guò)熱、干壁和結垢等現象。
   通常,刮板采用填充聚四氟乙烯材質(zhì),它適宜低于150℃的工作溫度;當蒸發(fā)溫度高于150℃時(shí),需采用碳纖維材質(zhì)。刮板的端面加工有呈一定角度的導液槽。
(2) 固定刮板(見(jiàn)圖3)
   固定刮板都采用金屬材料,它被剛性連接在轉子上,刮板的長(cháng)度同蒸發(fā)筒身,旋轉刮板與蒸發(fā)筒身內壁的間隙僅為1-2mm,要求較高的加工與安裝精度,它適宜特高粘度及易起泡沫物料的蒸發(fā)濃縮、脫溶或提純。
   (3) 鉸鏈刮板(見(jiàn)圖4)
   這種刮板適宜于易在加熱面上結垢的物料,刮板通常采用非金屬件,采用活動(dòng)鉸鏈方式將刮板安裝在轉架上。當轉子轉動(dòng)時(shí),由于離心力的作用,刮板被緊壓在蒸發(fā)筒體內壁,(與壁面)呈一定角度在壁面滑動(dòng),將物料刮成薄膜,且防止壁面結垢。
(3)螺旋刮板(見(jiàn)圖5)
該刮板適用于流動(dòng)性差,易結垢、特高粘度物料的濃度。當轉子旋轉時(shí)靠螺旋刮板的推力,使濃縮物料順利向下流動(dòng)。
8.底封頭
   單獨設計的W型底封頭,并配置耐高溫自潤滑軸承,既便于物料的出料,同時(shí),便于底軸承的維護和維修。
   三、性能特點(diǎn)
   薄膜蒸發(fā)器具備的下述獨特的優(yōu)點(diǎn),是常規膜式蒸發(fā)器所不能比擬的:
   1.極小的壓力損失 在旋轉刮板薄膜蒸發(fā)器中,物料“流”與二次蒸汽“流”是兩個(gè)獨立的“通道”:物料是沿蒸發(fā)筒體內壁(強制成膜)降膜而下;而由蒸發(fā)面蒸發(fā)出的二次蒸汽則從筒體中央的空間幾乎無(wú)阻礙地離開(kāi)蒸發(fā)器,因此壓力損失(或稱(chēng)阻力降)是極小的。為此
   2.可實(shí)現真正真空條件下的操
   正由于二次蒸汽由蒸發(fā)面到冷凝器的阻力極小,因此可使整個(gè)蒸發(fā)筒體內壁的蒸發(fā)面維持較高的真空度(可達-750mmHg以上),幾乎等于真空系統出口的真空度。由于真空度的提高,有效降低了被處理物料的沸點(diǎn)。
   3.高傳熱系數,高蒸發(fā)強度
   物料沸點(diǎn)的降低,增大了與熱介質(zhì)的溫度差;呈湍流狀態(tài)的液膜,降低了熱阻;同樣,抑制物料在壁面結焦、結垢,也提高了蒸發(fā)筒壁的分傳熱系數;高效旋轉薄膜蒸發(fā)器的總傳熱系數可高達8000KJ/h·㎡·℃,因此其蒸發(fā)強度很高。
4.低溫蒸發(fā)
   由于蒸發(fā)筒體內能維持較高的真空度,被處理物料的沸點(diǎn)大大降低,因此特別適合熱敏性物料的低溫蒸發(fā)。
   5.過(guò)流時(shí)間短
   物料在蒸發(fā)器內的過(guò)流時(shí)間很短,小于10秒左右;對于常用的活動(dòng)刮板而言,其刮動(dòng)物料的端面有導流的溝槽(見(jiàn)圖6),其斜角通常為45°,改變斜角的角度,可改變物料的過(guò)流時(shí)間,物料在刮板的刮動(dòng)下,呈螺旋下降離開(kāi)蒸發(fā)段?s短過(guò)流時(shí)間,有效防止產(chǎn)品在蒸發(fā)過(guò)程中的分解、聚合或變質(zhì)。
   6.可利用低品位蒸汽
   蒸汽是常用的熱介質(zhì),由于降低了物料的沸點(diǎn),在相同Δt的條件下,可降低加熱介質(zhì)的溫度,利用低品位的蒸汽,有利于能量的綜合利用。特別適宜作為多效蒸發(fā)的末效蒸發(fā)器。

7.適應性強、操作方便
   獨特的結構設計,使該產(chǎn)品可處理一些常規蒸發(fā)器不易處理的高粘度、含顆粒、熱敏性及易結晶的物料。
   旋轉薄膜蒸發(fā)器操作彈性大,運行工況穩定,且維護工作量小,維修方便。
四、產(chǎn)品規格

注:1. 蒸可發(fā)面積按上述標準規格從0.1m2-40m2可供選擇,并且根據用戶(hù)特殊要求進(jìn)行設計制作。
2.可依據不同的工藝要求選取合適的刮板形式。
3.主筒體(與物料接觸部分)及夾套材質(zhì)可根據用戶(hù)及實(shí)際需要,采用碳鋼、sus304、316L、356Ti、310S或鈦材、鎳材、搪瓷等。
五、應用行業(yè)及操作單元示例
高效旋轉薄膜蒸發(fā)器現已廣泛應用于中西藥、農藥、輕工、日化、生物化工、精細化工、石油化工等領(lǐng)域,并收到良好效果。見(jiàn)下表,供參考。

上表主要應用待業(yè)及典型物料表:
薄膜蒸發(fā)器可用作物料的濃縮、脫氣、脫溶(溶劑回收)、提純等化工單元操作、下列流程可供參考:
1、物料濃縮(蒸發(fā)水分)見(jiàn)圖(8)
2、脫溶或提純見(jiàn)圖(9)
3、作為精餾塔的再沸器,見(jiàn)圖(10A、B)
4、與列管式蒸發(fā)器組成多效蒸發(fā)器,見(jiàn)圖(11)
5.與短程蒸餾器組成多級蒸餾,見(jiàn)圖(12)

六、薄膜蒸發(fā)器選型須知
薄膜蒸發(fā)器的選型應綜合考慮各方面的因素,且這些因素又是相互關(guān)聯(lián)的,一般需考慮:
1. 蒸發(fā)面積的確定:
▲ 蒸發(fā)量的計算,根據處理量及進(jìn).出料濃度,計算出單位時(shí)間的蒸發(fā)量(Kg/h);
▲ 根據物料的粘度、濃度、蒸發(fā)溫度等估測蒸發(fā)器的蒸發(fā)強度;
▲ 考慮一定的富余量,計算出要求的蒸發(fā)面積。
2. 真空度的確定
▲ 真空度的獲得是以消耗能量為代價(jià)的,只要滿(mǎn)足蒸發(fā)要求,不必要求過(guò)高的真空度;
▲ 依據物料的熱敏性,估算出在此蒸發(fā)溫度下的真空度;
▲ 考慮一定的泄漏可能,及二次蒸汽的沿程阻力,確定所需的真空度;
3. 刮板形式及材質(zhì)的確定
▲ 根據物料的粘度、結晶傾向、泡沫等物化性能,選擇合適的刮板形式,同時(shí)考慮蒸發(fā)溫度,確定合適的材質(zhì);
4. 熱媒質(zhì)的確定
▲ 根據所需的蒸發(fā)溫度及消耗的熱量,確定采用蒸汽或熱水或導熱油等某一種合適的熱媒質(zhì)。
5. 蒸發(fā)器材質(zhì)的選擇確定
6. 電機防爆性能的選擇并確定
本廠(chǎng)積多年實(shí)際應用的經(jīng)驗,將無(wú)保留地協(xié)助客戶(hù)作出合適的產(chǎn)品選型。

注:”有小樣機,歡迎客戶(hù)前來(lái)試料

 
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