管式蒸發(fā)器

中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的加熱室由許多垂直列管所組成，管徑為Φ25 mm~Φ40mm，總長1~2 m。在加熱室中裝有中央循環(huán)管，中央循環(huán)管截面為加熱管總截面的40%~100%。如圖1所示。

由于在循環(huán)管與加熱管中液體的密度不同，所以產(chǎn)生液體的循環(huán)。在蒸發(fā)器內(nèi)，溶液由加熱管上升，受熱而達(dá)到沸騰。所產(chǎn)生的二次蒸氣經(jīng)分離器與除沫器由頂部排出，液體則經(jīng)中央循環(huán)管下降。降至蒸發(fā)器底的液體又沿加熱管上升，如此不斷循環(huán)溶液的循環(huán)速度也不斷加快，可達(dá)0.1~0.5 m/s。因而可以提高蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)與生產(chǎn)強(qiáng)度。此種蒸發(fā)器適用于黏度大的溶液和易結(jié)垢或結(jié)晶的溶液。

蛇管式蒸發(fā)器自然循環(huán)蒸發(fā)器的一種。用蛇管作為蒸發(fā)器的加熱管，由于蛇管可用耐腐蝕材料制成，這種蒸發(fā)器也適用于蒸發(fā)具有化學(xué)腐蝕性的溶液。蛇管可分成幾組，每組都有蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口，以提高傳熱效率。構(gòu)造比較復(fù)雜，需經(jīng)常清理污垢，傳熱面積不大，僅在特殊情況下采用。 2100433B

蒸發(fā)器的構(gòu)造、種類繁多，其原始的構(gòu)造形式特別適用于制糖工業(yè)方面。蒸汽夾套式單效真空蒸發(fā)器早在1812年就用于糖液的蒸發(fā)，1829年出現(xiàn)了多次利用蒸汽的多效蒸發(fā)設(shè)備。

隨著工業(yè)的需要和發(fā)展。蒸發(fā)器構(gòu)造的形式也逐步改進(jìn)。例如先以橫管加熱式取代了夾套加熱式，再改進(jìn)成為豎管加熱式，而后者在廣泛使用中又繼續(xù)得到改進(jìn)。為了避免溶液靜壓強(qiáng)的影響，創(chuàng)造了液膜蒸發(fā)器。為了提高生產(chǎn)強(qiáng)度，又創(chuàng)造了加熱室在外的蒸發(fā)器和強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。此外。節(jié)省加熱蒸氣的辦法。除了將二次蒸氣加以利用成為多效蒸發(fā)外，還可借二次的絕熱壓縮，使其溫度升高而能再度用于原蒸發(fā)器，以作為加熱蒸氣，如此操作的蒸發(fā)器稱為熱泵蒸發(fā)器。這些改進(jìn)和創(chuàng)造，都以蒸發(fā)的基本原理以及與其生產(chǎn)強(qiáng)度有關(guān)的許多因素的研究為依據(jù)。

各種不同構(gòu)造的蒸發(fā)器的特征如下：

加熱面形狀和位置—夾套、蛇管、直管、加熱室在內(nèi)或在外；

蒸發(fā)器本身的放置方法—橫臥、豎立、傾斜；

溶液的循環(huán)方法—自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)。

若按操作方法。蒸發(fā)設(shè)備也同樣可以分為間歇式和連續(xù)式兩類。

但不管哪一類蒸發(fā)器，都由加熱室和分離室兩部分組成。加熱室也稱沸騰室，是用飽和蒸汽間壁加熱使物料沸騰的部分。實(shí)際上就是一種加熱器，分離室也稱蒸發(fā)室。溶液在加熱室受熱沸騰汽化后，產(chǎn)生的二次蒸氣中帶有大量的液滴，利用蒸發(fā)室突然增大的蒸發(fā)空間使液滴凝聚沉降而與蒸氣分離。

盤管式蒸發(fā)器即蒸發(fā)盤管，又稱冷卻盤管或排管，它在小型冷庫中廣泛采用。蒸發(fā)盤管直接與管外空氣進(jìn)行熱交換，空氣靠溫度差進(jìn)行自然對流。但也有的冷庫采用蒸發(fā)盤管時(shí)，為了提高對流換熱強(qiáng)度，使冷庫溫度更加均勻，在冷庫內(nèi)輔設(shè)了循環(huán)風(fēng)扇或直接采用吊掛式冷風(fēng)機(jī)，以增加庫內(nèi)空氣對流。

常用的蒸發(fā)盤管為光管或肋片管。氨制冷裝置采用鋼管繞制肋片，氟利昂制冷裝置多采用銅管繞制肋片或套片。蒸發(fā)盤管按冷庫具體情況，其安裝形式有頂盤管及壁盤管兩類。一般冷庫冷間多采用壁盤管。除極少數(shù)氨制冷裝置采用垂直管外，均采用結(jié)構(gòu)簡單，安裝、檢修方便的水平蛇形壁盤管。為使盤管內(nèi)制冷劑帶入的滑油能順利返回壓縮機(jī)，一般應(yīng)從盤管上部進(jìn)液，下部回氣，如圖2所示。

有時(shí)為提高蒸發(fā)盤管冷卻效果則采用雙通路式蒸發(fā)盤管。蒸發(fā)盤管均按冷庫具體要求設(shè)計(jì)，但做成對稱的長方形結(jié)構(gòu)較多。壁盤管或頂盤管均與壁面或頂面平行，且保留一定的距離（100mm左右）。壁盤管還與冷庫地坪有一定的距離（不小于300mm），以利于空氣的自然對流換熱。

列管式蒸發(fā)器由加熱室和蒸發(fā)室構(gòu)成。根據(jù)污水循環(huán)流動(dòng)時(shí)作用水頭的不同，列管式蒸發(fā)器分為自然循環(huán)式和強(qiáng)制循環(huán)式兩種。下圖為自然循環(huán)豎管式蒸發(fā)器。

加熱室內(nèi)有一組豎直加熱管，管內(nèi)為污水，管外為加熱蒸汽，加熱室中央有一根很粗的循環(huán)管，其截面積為加熱束截面積的40%~100%，經(jīng)加熱沸騰勺水汽混合液上升到燕發(fā)室后便進(jìn)行水汽分離，蒸汽經(jīng)捕沫器截留液滴，從燕發(fā)室的頂部引出。污水則沿中央循環(huán)管下降，再流入加熱管，不斷沸騰蒸發(fā)。待達(dá)到要求的濃度后，從底部排出。自然循環(huán)豎管式蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，傳熱面積較大，清洗維修較力便，其缺點(diǎn)是循環(huán)速度小，生產(chǎn)率低，適用于處理黏度較大和易結(jié)垢的污水。

強(qiáng)制循環(huán)橫管式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

該設(shè)備因管內(nèi)強(qiáng)制流速較大，對水垢有一定的沖刷作用，故該蒸發(fā)器近用于蒸發(fā)結(jié)垢性污水，但能耗較大。