單程型蒸發(fā)器的溶液在蒸發(fā)器中只通過(guò)加熱室一次,不作循環(huán)流動(dòng)即成為濃縮液排出。溶液通過(guò)加熱室時(shí),在管壁上呈膜狀流動(dòng)。
升膜式蒸發(fā)器/加熱室由許多豎直長(zhǎng)管組成。常用的加熱管直徑為25~50mm,管長(zhǎng)和管徑之比約為100~150。料液經(jīng)預(yù)熱后由蒸發(fā)器底部引入,在加熱管內(nèi)受熱沸騰并迅速汽化,生成的蒸汽在加熱管內(nèi)高速上升,一般常壓下操作時(shí)適宜的出口汽速為20~50m/s,減壓下操作時(shí)汽速可達(dá)100至160m/s或更大些。
溶液被上升的蒸汽所帶動(dòng),沿管壁成膜狀上升并繼續(xù)蒸發(fā),汽、液混合物在分離器2內(nèi)分離,完成液由分離器底部排出,二次蒸汽則在頂部導(dǎo)出。
注意:如果從料液中蒸發(fā)的水量不多,就難以達(dá)到上述要求的汽速,即升膜式蒸發(fā)器不適用于較濃溶液的蒸發(fā);它對(duì)粘度很大,易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料也不適用。
降膜式蒸發(fā)器和升膜式蒸發(fā)器的區(qū)別,在于料液是從蒸發(fā)器的頂部加入,在重力作用下沿管壁成膜狀下降,并在此過(guò)程中蒸發(fā)增濃,在其底部得到濃縮液。由于成膜機(jī)理不同于升膜式蒸發(fā)器,故降膜式蒸發(fā)器可以蒸發(fā)濃度較高、粘度較大(例如在0.05~0.45ns/m2范圍內(nèi))、熱敏性的物料。
因液膜在管內(nèi)分布不易均勻,傳熱系數(shù)比升膜式蒸發(fā)器的較小,仍不適用易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料。
溶液不循環(huán)帶來(lái)好處有:
(1)溶液在蒸發(fā)器中的停留時(shí)間很短,因而特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā);
(2)整個(gè)溶液的濃度,不象循環(huán)型那樣總是接近于完成液的濃度,因而這種蒸發(fā)器的有效溫差較大。
其主要缺點(diǎn)是:對(duì)進(jìn)料負(fù)荷的波動(dòng)相當(dāng)敏感,當(dāng)設(shè)計(jì)或操作不適當(dāng)時(shí)不易成膜,此時(shí),對(duì)流傳熱系數(shù)將明顯下降。