薄膜蒸发器的工作原理

薄膜蒸发器的工作原理

物料从加热区的上方径向进入薄膜蒸发器；经布料器分布到蒸发器加热壁面，然后，旋转的刮膜器将物料连续均匀地加热面上刮成厚薄均匀的液膜，并以螺旋状向下推进。在此过程中，旋转的刮膜器保证连续和均匀的液膜产生高速湍流，并阻止液膜在加热面结焦、结垢，从而提高传总系数。轻组份被蒸发形成蒸汽流上升，经汽液分离器到达和蒸发器直接相连的外置冷凝器；重组份从蒸发器底部的锥体排出。

一个独特的布料器不仅仅具有将物料均匀地泼向蒸发器内壁，防止物料溅到蒸发器内部喷入蒸汽流，还具有防止刚进入的物料在此处闪蒸，有利于泡沫的消除，物料只能沿着加热面蒸发。

在薄膜蒸发器的上部配有一个依据物料特性设计的离心式分离器，将上升蒸汽流中的液滴分离出来并返回布料器。

螺旋板式换热器的优缺点

1、优点：螺旋板式换热器结构紧凑，单位体积提供的传热面很大，如直径￠1500mm高1200mm的螺旋板换热器的传热面可达130m2。流体在螺旋板内允许流速较高，并且流体沿螺旋方向流动，滞流层薄，故传热系数大，传热效率高。此外还因流速大，脏物不易滞留。

2、缺点：螺旋板式换热器要求焊接质量高，检修比较困难。重量大，刚性差，螺旋板式换热器运输和安装时应特别注意。

生产实践证明，螺旋板式换热器与一般列管式换热器相比是不容易堵塞的，尤其是泥沙、小贝壳等悬浮颗粒杂质不易在螺旋通道内沉积，分析其原因；一是因为它是单通道杂质在通道内的沉积一形成周转的流还就会提高至把它冲掉，二事故因为螺旋通道内没有死角，杂质容易被冲出。

二、搪瓷反应釜使用过程中注意事项

1）搪瓷反应釜加入物料不应超过公称容量，也不允许加入少量物料或空罐加热。物料加

入设备内应严防夹带块状金属或杂物，对于大块硬质物料粉碎后加入。尽量减小物料与罐壁之间的温差，避免冷罐加热或热罐加冷料。;

2）使用带夹套的搪瓷反应釜时，加热或冷却要缓慢进行，采用蒸汽加热时，夹套内先通入0.1Mpa的蒸汽保持15分钟后再升压，直至升到操作压力，但不得超过设计压力。

3）搪瓷反应釜在设计压力下的工作温度范围为0~200°。

4）搪瓷设备一定要避免使用铁棒、铁铲在设备内搅拌，如确实需要，可用木棒、竹条进行操作。

5）机械密封腔内的润滑液（密封液）应保证清洁，不得夹带固体颗粒。

6）应该建立搪瓷设备使用与维护制度，确保设备正常运转。

7）定期经常检查搪瓷衬里、传动部件、密封情况是否正常，若发现异常应及时处理。

8）搪瓷表面粘附的物料若需清理，应用木、竹、塑料等非金属器具进行清楚，严禁使用金属器具。

9）经常加注传动部件、放料阀丝杆润滑液，保证其良好运行。

10）设备应保持清洁，夹套中的污物和氧化铁影响传热效果，最好每月清洗一次。

11）夹套内若使用除垢剂时，应在短时间内完成，然后用清水对夹套内反复冲洗。

1)卸车站台必须设防雷防静电接地，贮罐接地点不少于2点，接地线应作可拆装连接，接地电阻不应大于10Ω

2)站台的独立避雷针要符合规范要求;

3)贮存、输送可燃液体的贮罐及管道要有可靠的防静电接地，接地电阻应不大于100Ω。

4)地面或地下施工时，要加强对接地极的监护，如可能影响接地时，要进行检查测定。

用化学合成方法生产药物的工艺流程可归纳为：

备料－投料－工艺过程控制－出料－分离一精制－干燥－成品。其工艺过程复杂，涉及多种易燃易爆物品爆炸危险较大。因此，必须妥善控制工艺全过程，以免发生爆炸。

一、备料

在投料前须将各种原料（中间体）准备就绪。不同的备料方法其防爆控制要求各不相同。大致可分以下6个方面。

１、管道或容器不可任意混用

物料尤其是液体物料和气体物料，在备料过程中使用的管道和容器不可任意混用，以免不同物料之间发生化学反应而有爆炸危险。输送、贮存氧化性物料，如过氧化氢、硝酸、浓硫酸、高氮酸等氧化性酸的容器，管道未经彻底清洗合格，不得随便贮存、输送易燃有机物料，如酸酐类（菇酐等）、醉类（甲酵、乙醇等）、醛、酮类（乙酮、丙酮等）、有机碱类（甲基阱、无水阱等）、爆炸性物品类（有机过氧化物类，三硝基酚等），也不得贮存、输送还原性物料，如含有金属钠、氢化钠、保险粉等还原剂的物料。贮存、输送含水物料（包括含水酒精）的容器、管道，不可任意储存、输送忌水物料，如过氧化钠、氢化纳、金属铀等。其他如酸类与碱类以及一切性质相抵触，接触后发生剧烈放热反应；或者互相作用使物料变质，投料后造成反应异常而增加爆炸危险的各种物料，备料容器和输送管道一律不得任意混用。因此，在不同物料使用同一容器和管道前，应仔细研究，确认无问题时方可进行。否则必须将容器、管道彻底清洗并干燥合格。

２、车间内部物料运输防爆问题

备料运输大都为车间内部之间的短距离运输，化学物料不可任意使用不合要求的运输工具。一切会发生火花的运输工具，如不防爆的电瓶车、机动叉车、升降机及钢轮推车等均应禁止使用。充气轮胎的手推车和平板三轮车可以使用。

３、输送液体物料的防爆要求：

A、用惰性气体压送易燃液体不得用压缩空气压送，以免系统内产生爆炸性混合物遇静电火花等因素引起爆炸，但可用惰性气体压送。如果用负压抽料，负压系统不能漏气，以免吸入空气引起爆炸。

B、用不产生火花的泵用泵压送必须使用专用的安全防爆泵。如蒸汽往复泵、Y型液态烃泵。离心泵或齿轮泵，则必须使用铁壳铜芯泵，以防泵出故障时叶轮与铁壳相碰产生火花而引起爆炸。陶瓷泵或玻璃泵因导电不良，工作中极易产生静电，不得用于压送易燃液体。如果使用腋下泵，也应采用铁壳铜芯，而且设液位限制器与泵联动，液位下降至一定高度时自动切断液下泵电源，使泵停转。以保证泵浸在液面下。如果液位过低，造成液下泵空转，泵又是铁壳铁芯时极易发生爆炸，已有爆炸事故教训．应特别加以防范。

C、泵的出口后面的管道应扩大管径

泵的出口应接一段喇叭管，输送管道的内径应大于泵出口的内径，使在同样流量下降低流速，减少静电的产生。输送管道系统除法兰盘连接处均应跨接并接地。

D、备料岗位的物料存放

首先必须控制存放量，一般以当班用量为准，中转库送料有困难时也不宜超过3班用量。若为贮罐贮存，可放3天用量。总之，备料岗位物料以少为好，以防止发生燃爆。

此外，必须注意性质相抵触的物料不得混放，以免互相接触时发生危险。因此，要实行定置管理：定点、定品种、定量、定管理人员。有的还应分库存放，避热防潮。应保温的品种(如甲醛等)以及凝固点较高(如苯)结成固体后备料发生困难的，尚须适当保温贮存。

E、应核对物料的名称、规格、数量和纯度物料的品种、数量、纯度必须符合技术要求。备料时必须认真核对品名、规格、数量和纯度。有时还必须用目力观察物料的外观，一旦发现异常立即停止备料，追查原因。以免品种搞错，使反应异常而导致爆炸。数量不对势必造成物料配比不准，也会造成反应异常而引起爆炸。纯度不合要求、杂质太多，有时也会引起反应异常而引爆。

F、控制抽料速度备料操作中常用负压抽料法。无论是液体或粉状固体，在料管中高速运动都会产生静电，故备料管道系统除法兰连接处必须鲜接并接地外，尚需严格控制抽料管道系统中的物料流速。

二、投料

１、严格安排投料的先后次序医药生产原料众多，投料次序必须严格执行岗位操作技术规程，以免发生先后次序搞错产生爆炸。除了反应或物料性质方面的原因需有特殊规定外，一般规则大致

A、投低沸点液体和高沸点液体时，应该先投高沸点液体，后投低沸点液体。反之，先投低沸点液体大量挥发，容易形成爆炸性气体混合物，再投高沸点液体时增加爆炸危险；同时因低沸点物料挥发达散损失，造成配比不准而使反应异常增加爆炸危险性。

C、投固体物料和液体物料时，应该先投液体物料后投固体物料。液体物料投入后在搅拌下容易控制温度，然后投入固体物料比较安全，而且便于混合均匀。如果液体物料沸点低容易挥发，则应先投固体物料后投液体物料。

D、投料物质中有水溶性物质和水时，应先投水或含水多的液体，其次再投水溶性固体，以便搅拌溶解，然后投其他物料。这样可避免因物料局部积聚，骤然发生剧烈反应而发生爆炸。

E、共同投入氧化性物料和易燃液体等有机物料时，应该先投易燃液体等有机物料，在充分搅拌和严格控制温度的条件下再缓缓投下氧化性物料。此点至关重要。若先投氧化性物料，后投易燃液体等有机物料时，反应釜内氧化性物料数量较多，有机易燃物料投料初期，小部分有机易燃物遇大量氧化性物料容易起剧烈氧化反应而有燃爆危险。

F、投料中有忌水物料和含水物料时，应先投入含水物料，在充分搅拌和严格控制温度的条件下，缓缓投入忌水物料，使忌水物料小量逐步与大量含水物料接触，防止温度猛升发生危险。否则大量忌水物料通含水物料极易温度猛升，发生冲料或爆炸。

G、投比重不同的物料时，应该先投比重较小的物料，在搅拌下再投比重较大的物料，这样容易混合均匀，不易分层；若比重大的物料先料，比重小的物料后投，则极易分层。若遇事后搅拌，不同物料大量混合，可能突然发生剧烈反应而爆炸。

２、严格控制投放物料的温度制药工艺中往往运用许多特殊的反应，有时在投料过程中不同物料互相接触即发生化学反应。物料温度高、反应快。若投料时物料温度偏高，反应迅速，温度进一步升高，容易失控，增加爆炸危险。有些物料具有热不稳定性，温度升高容易迅速分解，而发生爆炸。所以投料温度必须严格控制。

３、严格控制投放物料的速度主要有3种情况应严格控制投放物料的速度：

A、常温下进行快速反应的工艺过程；其投料速度应予以控制，以使边加料边反应，用加料速度来控制反应速度。加料过快，物料大量混合，势必反应剧烈，容易失控。

B、反应物料在反应釜内互相接触后会发生剧烈放热反应的，必须严格控制加料速度，使热量逐渐释放，通过热交换加以冷却，容易控制温度。否则温度猛升，极易发生冲料燃爆。

C、物料不易混合均匀时，有时因物料粘稠，或者搅拌器搅拌效率不佳等因素，使物料不易迅速混合均匀。此时必须控制加料速度。以免大量物料混合不匀，发生反应异常，增加危险。

4、严格控制物料配比严格控制物料配比在备料中要做到，在投料时也要做好。配比不准会造成反应异常而发生危险。

A、在有氧化剂（如H202、KClO3等）参与下的反应，除上述投料速度等因素外，氧化剂与其他物料的比例必须准确，若氧化剂过量，会引起反应失控，有爆炸危险。

B、有不稳定物质（如过氧化苯甲酰、过氧化醋酸、双乙烯酮等）存在下，必须严格控制配比。若不稳定物质过量，分解热量增加，易致失控，大大增加爆炸危险。

C、有时反应物料配比准确，而溶媒太多或太少，也会增加爆炸危险。溶媒太多，

反应物料浓度偏低不利反应，往往需提高反应温度，从而导致反应异常或溶媒蒸气大量散发，增加爆炸危险。溶媒太少，反应物料浓度过高，使反应过快，容易失控而增加爆炸危险。所以溶媒的配比也要准确。

D、触媒与反应物料的配比必须严格控制。触媒太多，易使反应迅猛进行而失控，有时还会造成人们不需要的异常反应。触媒太少，反应太慢或不反应，此时往往使操提高反应温度，容易造成反应失控，增加爆炸危险。

5、合理选择投料方式合成药生产中常用3种投料方式：

A、正压投料：利用压力将物料压进反应釜中。液体投料多用高位槽，利用液位差投料，比较安全。有时反应釜内部压力超过常压，须用加压投料，大多用泵压入，放料管应插入釜壁下部，使易燃液体沿壁流下，并使加料管口迅速浸没在液面下，使液体从液面下进料。以减少静电危险。如采用气力输送，须用惰性气体，禁止使用压缩空气。

气体投料大多采用压入法。此时，必须严格控制压力。使用气体钢瓶供气时，必须安装减压闻。经减压阀输出的气体压力与反应釜内压力之差不应大于0．1MPa，以免气体出口处产生强烈喷射而产生大量静电。

压入易燃气体前，应先将反应釜抽真空；若限于条件，无法取得高真空时，应在抽空后通入氮气，再抽空，然后压入易燃气体，以防止反应釜内形成爆炸性气体温合物。

B、负压抽料：是常用的投料方法；抽料过程中物料在管道中高速运动，易产生大量静.