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概述

刮板蒸發(fā)器，它是一種適應(yīng)性很強(qiáng)的新型蒸發(fā)器，例如對(duì)高粘度、熱敏性和易結(jié)晶、結(jié)垢的物料都適用。它主要由加熱夾套和刮板組成，夾套內(nèi)通加熱蒸汽，刮板裝在可旋轉(zhuǎn)的軸上，刮板和加熱夾套內(nèi)壁保持很小間隙，通常為0.5~1.5 mm。料液經(jīng)預(yù)熱后由蒸發(fā)器上部沿切線方向加入，在重力和旋轉(zhuǎn)刮板的作用下，分布在內(nèi)壁形成下旋薄膜，并在下降過(guò)程中不斷被蒸發(fā)濃縮，完成液由底部排出，二次蒸汽由頂部逸出。在某些場(chǎng)合下，這種蒸發(fā)器可將溶液蒸干，在底部直接得到固體產(chǎn)品。

刮板蒸發(fā)器工作原理

刮板蒸發(fā)器外殼內(nèi)帶有加熱蒸汽夾套，其內(nèi)裝有可旋轉(zhuǎn)的葉片即刮板。刮板有固定式和轉(zhuǎn)子式兩種，前者與殼體內(nèi)壁的間隙為0.5~1.5mm，后者與器壁的間隙隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)而變。料液由刮板蒸發(fā)器上部沿切線方向加入（亦有加至與刮板同軸的甩料盤上的）。由于重力、離心力和旋轉(zhuǎn)刮板刮帶作用，溶液在器內(nèi)壁形成下旋的薄膜，并在此過(guò)程中被蒸發(fā)濃縮，完成液在底部排出。這種蒸發(fā)器是一種利用外加動(dòng)力成膜的單程型蒸發(fā)器。

刮板蒸發(fā)器使用特點(diǎn)

1.刮板蒸發(fā)器效率高，能力大，對(duì)水和有機(jī)溶劑等溶液的蒸發(fā)量100-300Kg/h·m²。

2.刮板蒸發(fā)器被處理物料在蒸發(fā)面停留時(shí)間短，約±10秒左右，不結(jié)焦，不結(jié)垢。

3.刮板蒸發(fā)器可以實(shí)現(xiàn)真空條件下低溫蒸發(fā)。

4.刮板蒸發(fā)器適宜于連續(xù)性生產(chǎn)，操作彈性大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修，可實(shí)行自控。

5.刮板蒸發(fā)器改變刮板外側(cè)的溝槽傾斜角度，可調(diào)節(jié)物料在蒸發(fā)器內(nèi)停留的時(shí)間，以適應(yīng)不同粘度物料蒸發(fā)的需要。

6.刮板蒸發(fā)器凡接觸料液的部分和設(shè)備，均采用不銹鋼，從而保持了料液不被污染。

7.刮板蒸發(fā)器頂部裝有快開(kāi)蓋板，便于對(duì)加熱管的刷洗。頂部?jī)蓚?cè)裝有燈孔、視鏡，便于操作中的觀察。

刮板蒸發(fā)器應(yīng)用范圍

刮板蒸發(fā)器廣泛應(yīng)用于石油、化工、醫(yī)藥等行業(yè)，特別適用于高粘度（如栲膠、蜂蜜等）和易結(jié)晶、結(jié)垢、熱敏性的物料。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

電機(jī)、減速機(jī)

它是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(nèi)徑;選擇刮板合適的線速度是保證蒸發(fā)器穩(wěn)定可靠運(yùn)行及滿意蒸發(fā)效果的重要參數(shù)之一。

分離筒

物料由設(shè)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(nèi)的布料器被連續(xù)均勻地分布于蒸發(fā)筒身內(nèi)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(nèi)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(jù)于蒸發(fā)器內(nèi)阻力計(jì)算的分離筒身的合理設(shè)計(jì)，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。）

布料器

布料器安裝在轉(zhuǎn)子上。合理的設(shè)計(jì)，使從切線方向進(jìn)入蒸發(fā)器的物料，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的布料器，被連續(xù)均勻地呈膜上潑布在蒸發(fā)面上。

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。

蒸發(fā)筒身

又稱加熱筒身。它是被旋轉(zhuǎn)刮板強(qiáng)制成膜的物料與夾套內(nèi)加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換的蒸發(fā)面。蒸發(fā)筒身的內(nèi)徑及長(zhǎng)度由蒸發(fā)面積及適宜的長(zhǎng)徑比確定。

加熱筒身內(nèi)壁經(jīng)專用機(jī)床加工和拋光，且與兩端法蘭連接面一次加工而就，保證設(shè)備整體圓心度。經(jīng)過(guò)拋光（必要時(shí)鏡面拋光）的筒身內(nèi)壁光滑潔亮，不易粘料和結(jié)垢，有效保證了設(shè)備的高傳熱系數(shù)。

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(dǎo)熱油或高壓蒸汽時(shí)，加熱筒身一般采用半管形式。

轉(zhuǎn)子

安裝在蒸發(fā)器筒體內(nèi)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)架組成。轉(zhuǎn)子由電機(jī)、減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，并帶動(dòng)刮板作圓周運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)架采用不銹鋼精密鑄件加工而成，使其強(qiáng)度、幾何尺寸、穩(wěn)定性等都得到有效保證。

刮板

由于刮板的運(yùn)動(dòng)，將物料不斷地在蒸發(fā)面上刮成薄膜，以達(dá)到薄膜蒸發(fā)的效果。

根據(jù)物料的粘度等特性，有下述三種刮板形式可供選擇:

（1） 滑動(dòng)刮板

滑動(dòng)刮板是一種最基本、最常見(jiàn)的刮板形式。刮板被安裝在轉(zhuǎn)子的四條刮板導(dǎo)槽內(nèi)，由于受轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的離心力作用而沿徑向甩向蒸發(fā)筒體內(nèi)壁面，同時(shí)隨轉(zhuǎn)子一起作圓周運(yùn)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(shù)，同時(shí)這種連續(xù)不斷的刮動(dòng)，有效地抑制物料的過(guò)熱、干壁和結(jié)垢等現(xiàn)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(dāng)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(dǎo)液槽。

（2） 固定刮板

固定刮板都采用金屬材料，它被剛性連接在轉(zhuǎn)子上，刮板的長(zhǎng)度同蒸發(fā)筒身，旋轉(zhuǎn)刮板與蒸發(fā)筒身內(nèi)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

這種刮板適宜于易在加熱面上結(jié)垢的物料，刮板通常采用金屬件，采用活動(dòng)鉸鏈方式將刮板安裝在轉(zhuǎn)架上。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于離心力的作用，刮板被緊壓在蒸發(fā)筒體內(nèi)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(jié)垢。

底封頭

單獨(dú)設(shè)計(jì)的W型底封頭，并配置耐高溫自潤(rùn)滑軸承，既便于物料的出料，同時(shí)，便于底軸承的維護(hù)和維修。

?性能特點(diǎn)

薄膜蒸發(fā)器具備的下述的優(yōu)點(diǎn)，是常規(guī)膜式蒸發(fā)器所不能比擬的:

1.極小的壓力損失 在旋轉(zhuǎn)刮板薄膜蒸發(fā)器中，物料"流"與二次蒸汽"流"是兩個(gè)獨(dú)立的"通道":物料是沿蒸發(fā)筒體內(nèi)壁（強(qiáng)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wu阻礙地離開(kāi)蒸發(fā)器，因此壓力損失（或稱阻力降）是極小的。

2.可實(shí)現(xiàn)真正真空條件下操作

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(nèi)壁的蒸發(fā)面維持較高的真空度（可達(dá)-750mmHg以上），幾乎等于真空系統(tǒng)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(shù)，高蒸發(fā)強(qiáng)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(jié)焦、結(jié)垢，也提高了蒸發(fā)筒壁的分傳熱系數(shù);高效旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)可高達(dá)8000KJ/h·㎡·℃，因此其蒸發(fā)強(qiáng)度很高。

4.低溫蒸發(fā)

由于蒸發(fā)筒體內(nèi)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(nèi)的過(guò)流時(shí)間很短，約土10秒左右，不結(jié)焦，不結(jié)垢;對(duì)于常用的活動(dòng)刮板而言，其刮動(dòng)物料的端面有導(dǎo)流的溝槽（見(jiàn)圖5），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。縮短過(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)，在保證相同Δt的條件下，就可降低加熱介質(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(yīng)性強(qiáng)、操作方便

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使該產(chǎn)品可處理一些常規(guī)蒸發(fā)器不易處理的高粘度、含顆粒、熱敏性及易結(jié)晶的物料。

旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器操作彈性大，運(yùn)行工況穩(wěn)定，且維護(hù)工作量小，維修方便

外形尺寸與實(shí)際設(shè)備尺寸可能略有變動(dòng)，供參考。以訂貨后由公司提供的圖紙為準(zhǔn);

1.夾套壓力:常規(guī)按0.4Mpa蒸汽設(shè)計(jì)，也可按用戶要求的另行設(shè)計(jì)，當(dāng)采用導(dǎo)熱油時(shí)，也可另行設(shè)計(jì);

2.蒸發(fā)內(nèi)筒真空度:常規(guī)按-0.09Mpa（約-680mmHg），也可按用戶要求達(dá)到-0.095Mpa（約-720mmHg）和-0.0986Mpa（約-750mmHg）;

3.主筒體（與物料接觸部份）及夾套材質(zhì):可根據(jù)用戶及實(shí)際需要，采用碳鋼、SUS304、316L、316Ti、.310S或鈦材、鎳材等。

工作原理

物料從大直徑端連續(xù)不斷地進(jìn)入臥式蒸發(fā)器，被刮膜片加速和分配并立即在加熱面上形成一個(gè)薄的流動(dòng)膜。 圓錐型薄膜蒸發(fā)器，依賴于轉(zhuǎn)子施于物料一個(gè)離心力，這離心力有兩個(gè)有效力，一個(gè)垂直于加熱面，另一個(gè)朝大直徑端體的方向（注意:相同的結(jié)果同樣出現(xiàn)在 垂直圓錐型薄膜蒸發(fā)器里）依靠這些力產(chǎn)生物料加速，而且進(jìn)入的物料保證加熱面充分潮濕，不依賴于蒸發(fā)比或進(jìn)料速度。因此，局部物料過(guò)熱和熱降解被減少或wan全消除。

在此過(guò)程中，輕組份（低沸物）順流（和液膜同向）穿過(guò)臥式薄膜蒸發(fā)器進(jìn)入汽液分離器，在此處經(jīng)汽液分離所產(chǎn)生的液滴和泡沫被擊碎進(jìn)入液相（高沸物）， 被分離后的汽體進(jìn)入外置冷凝器或下道工序;重組份（高沸物）沿著加熱壁面爬升到小端出口排出。

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