双效降膜蒸发器工作原理及其在制药行业的运用
双效降膜蒸发器工作原理及其在制药行业的运用(精)
做客专家：南京金日制药装备有限公司高级工程师陈晓东本期议题：双效浓缩器具有节能优势浓缩工段对于制药企业来说是能耗的重头。
在很多企业，其能耗要占到企业蒸气总消耗的60%以上。
目前，有不少制药企业在浓缩工段仍使用单效浓缩器，这是很不经济的。
据估算，双效浓缩器比单效浓缩器节省蒸气消耗45%以上，节约冷却用水47%以上，而且也可减少对环境的污染。
■单效浓缩设备能耗大探因单效外循环浓缩器装置主要是由加热器、蒸发器、冷凝器、冷却器和受液罐组成。
需要浓缩的料液通过加热器的管程受蒸气加热达到沸点温度，经上升管由切线方向进入蒸发室迅速蒸发。
其中未经汽化、比重较大的液滴受离心力的作用而被甩到器壁上，从而在重力的作用下，下落到蒸发器下部，由于蒸发器与加热器是通过下降管互相连接的装置，故未能蒸发的液体又通过下降管回到加热器中再被加热，如此循环加热蒸发，使得溶液中的溶媒不断汽化被带出，使溶液中的溶质浓度不断升高，最终达到所需要的浓度。
而已经汽化的溶媒蒸气则从蒸发器上口通过捕沫器进入冷凝器被冷凝成液体再进入下方的接收器中，根据需要可以回收利用。
这里的能源消耗主要是两个方面：一是在加热器内用于加热稀溶液使溶液中溶媒蒸发所消耗的生蒸气；另一个就是使已经汽化的溶媒蒸气再冷凝成溶媒液体时，在冷凝器中所需要的冷却水。
前者需要供给热量，而后者需要带走热量。
被加热的溶液所产生的溶媒蒸气含有大量的热能，在这里不但没有得到利用，相反还要消耗大量的冷却水来冷却它。
产量越大，即蒸发量越大，供给的热量越多，所需的蒸气就越多，而同时所消耗的冷却水也越多。
这就是单效浓缩器能耗大的原因所在。
■双效浓缩器节能原因探究如果能将溶媒蒸气继续利用，将其作为热源，用来加热或蒸发溶液，不就可以节约一部分蒸气消耗了吗？将这部分溶液里蒸发出来的溶媒蒸气导入另一个加热器来用作热源，以继续加热所需加热的溶液，即增加一套加热器和蒸发器装置，这就是双效浓缩器。
一般来说，在蒸发装置中，为了降低溶液的蒸发温度，通常在一定的真空状态下进行。
二效蒸发器
二效蒸发器
（本文选取二效降膜蒸发器，并流加料）
化学化工学院 制药132班 20134570205 曹娜
1、原理
二效蒸发将两个蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，从而提高热能的利用率，多用于水溶液的处理。
在二效蒸发操作的流程中，第一个蒸发器(称为第一效)以生蒸汽作为加热蒸汽，第二效以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可减少生蒸汽的用量。
二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽，故二效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向依次降低
2、特点
（1）优点：换热管不易结垢，传热效率高、操作弹性大、运转可靠、操作周期长。
采用多效蒸发充分利用蒸汽汽的潜热，使热量排放尽量降低，减少了生蒸汽消耗。
采用降膜真空操作，物料受热时间短，蒸发温度低，可有效降低设备腐蚀。
（2）缺点：必须有性能良好、不易堵塞的料液分布器。
3、提出问题
蒸发器结垢怎么办
4、提出想法
随着蒸发的进行、料液浓度的增高（多为并流加料末效出料），末效出料浓度最高，因此也就最易结垢或结焦。
末效降膜管比二效多，末效料液量比二效少，这是造成其结垢或结焦的根本原因。
a.增大末效降膜管周边润湿量的方法是分程，分程可以提高末效降膜管周边润湿量，效果也比较好。
b.对易结焦的热敏性物料来说，分程后仍不能彻底解决结焦，就应在各效降膜管的临界周边润湿量及各效蒸发面积的理论计算基础上调整各效蒸发面积。
降膜蒸发器原理
降膜蒸发器原理
降膜蒸发器是一种常见的传热设备，广泛应用于化工、制药、
食品等领域。
它利用液体在管壁上形成薄膜，通过蒸发来吸收热量，实现传热和蒸发的过程。
本文将介绍降膜蒸发器的原理，以及其在
工程应用中的特点和优势。
降膜蒸发器的原理主要包括两个方面，传热和蒸发。
首先，液
体在管壁上形成薄膜，通过管壁与蒸汽之间的传热来吸收热量。
其次，液体在薄膜的作用下蒸发，将吸收的热量带走，从而实现传热
和蒸发的过程。
这种传热和蒸发的联合作用，使得降膜蒸发器能够
高效地实现液体的浓缩和脱水。
降膜蒸发器在工程应用中具有许多特点和优势。
首先，由于液
体在管壁上形成薄膜，传热效果非常好，能够实现高效的传热和蒸发。
其次，由于薄膜的形成，液体的流动阻力较小，能够降低能耗，提高设备的运行效率。
此外，降膜蒸发器结构简单，操作稳定可靠，维护成本低，使用寿命长，能够满足工程生产的需求。
在工程应用中，降膜蒸发器广泛用于化工、制药、食品等领域。
例如，在化工生产中，降膜蒸发器常用于有机溶剂的回收和浓缩，
能够有效提高产品的纯度和收率。
在制药生产中，降膜蒸发器常用
于药物的浓缩和脱水，能够保证产品的质量和稳定性。
在食品加工中，降膜蒸发器常用于果汁的浓缩和脱水，能够保持产品的口感和
营养。
总之，降膜蒸发器是一种重要的传热设备，具有高效传热和蒸
发的特点，广泛应用于化工、制药、食品等领域。
通过了解降膜蒸
发器的原理和工程应用，能够更好地理解其在生产中的作用和优势，为工程设计和操作提供参考和指导。
多效降膜蒸发器工作原理
多效降膜蒸发器工作原理多效降膜蒸发器是一种高效节能的蒸发器，主要应用于化工、食品、医药等工业领域，用于浓缩溶液、脱除溶剂等。
它的工作原理基于多效蒸发的理论，通过蒸发器内部的多级机构和设计，实现了高效的蒸发浓缩效果。
下面将详细介绍多效降膜蒸发器的工作原理。
一、多效降膜蒸发器的结构组成多效降膜蒸发器主要由蒸发器本体、加热器、冷凝器、真空系统、进料泵、产品泵等组成。
蒸发器内部主要由环形叶片、透析管和蒸发器壁面构成。
加热器提供蒸发所需的热能，冷凝器用于冷却产生的蒸汽，真空系统用于维持蒸发器内部的低压环境，进料泵用于将待处理物料送入蒸发器，产品泵用于输送浓缩后的产物。
二、多效降膜蒸发器的工作原理1. 进料预热待处理物料首先通过进料泵送入蒸发器，经过加热器进行预热，以提高物料温度，从而降低蒸发所需的热能消耗。
2. 多效蒸发预热后的物料进入蒸发器内部，物料沿着蒸发器壁面形成一层薄膜，这就是“降膜”蒸发的过程，薄膜蒸发过程具有高传热系数、低传质阻力、易于控制等优点。
在蒸发过程中，真空系统维持蒸发器内的低压环境，加热器提供蒸发所需的热能，使得物料中的溶剂蒸发出来，形成蒸汽。
3. 蒸汽冷凝产生的蒸汽通过蒸发器内的透析管进入冷凝器，通过冷凝器的冷却作用，蒸汽被凝结成为液体，同时释放出大量的热能，这部分热能可以被利用作为加热器的热源，从而提高能效。
4. 浓缩产物经过蒸发浓缩后的产物，通过产品泵被输送出蒸发器，进一步处理或者直接得到浓缩后的产物。
三、多效降膜蒸发器的特点1. 高效节能多效降膜蒸发器通过多级机构和热能回收设计，能够充分利用热能，减少能源消耗，提高能效。
2. 面积小由于降膜蒸发的工作原理，使得蒸发器对应的面积相对较小，节省了占地面积。
3. 适应性强多效降膜蒸发器适用于多种物料，操作稳定，操作范围广泛。
4. 自动化程度高多效降膜蒸发器可以通过自动控制系统对蒸发过程进行监控和调节，实现智能化、自动化操作。
总结：多效降膜蒸发器通过降膜蒸发的工作原理，结合多级机构和热能回收设计，实现了高效的蒸发浓缩效果，具有高效节能、面积小、适应性强、自动化程度高等特点。
双效蒸发原理
双效蒸发原理双效蒸发是一种高效的蒸发技术，其原理是利用两级蒸发器和再生器，将热量充分利用，达到节能高效的目的。
下面我们来详细了解一下双效蒸发的原理和应用。
首先，双效蒸发器是由两个蒸发器和一个再生器组成的。
在第一级蒸发器中，高温的热源将被蒸发物质加热，使其蒸发成蒸汽，然后蒸汽通过热交换器传热给第二级蒸发器中的液体，再次使其蒸发。
在第二级蒸发器中，蒸汽冷凝成液体，释放出潜热，然后再次被热源加热，形成循环。
而再生器则用来回收和再利用蒸汽中的热量，使得整个系统更加高效。
双效蒸发的原理可以用来处理各种溶液和废水，特别适用于浓缩高浓度、高粘度、易结晶和易结垢的物料。
双效蒸发器不仅能够有效地提高蒸发效率，还可以节约能源和资源，降低生产成本，减少污染物排放，具有广泛的应用前景。
另外，双效蒸发器还可以与其他工艺设备结合，形成多级蒸发系统，进一步提高蒸发效率，满足不同工艺要求。
通过合理的系统设计和操作控制，可以实现对溶液的高效浓缩，得到高纯度的产品，并且可以实现废水的零排放，达到资源循环利用的目的。
总的来说，双效蒸发器利用热量的双重循环，充分利用热能，提高蒸发效率，减少能源消耗，对于化工、制药、食品等行业具有重要意义。
随着工业技术的不断发展，双效蒸发技术将会得到更广泛的应用，为实现清洁生产和可持续发展做出更大的贡献。
通过以上对双效蒸发原理和应用的介绍，相信大家对这项高效蒸发技术有了更深入的了解。
双效蒸发器的发展将为工业生产带来更多的便利和效益，也将为环境保护和资源节约作出更大的贡献。
希望各行各业能够积极采用双效蒸发技术，共同推动工业生产的可持续发展。
关于多效降膜式蒸发器的工作原理及应用要点
关于多效降膜式蒸发器的工作原理及应用要点多效降膜式蒸发器是一种常用于低浓度溶液浓缩的设备，并且在化工、制药、食品加工等行业有广泛应用。
它的工作原理是基于多级蒸发的原理，通过利用供热的蒸汽对溶液进行加热，使其部分蒸发，使得浓缩液和蒸汽分离。
以下将详细介绍该设备的工作原理及应用要点。
工作原理：多效降膜式蒸发器是以提高蒸发效率为目标的一种设备。
其工作原理基于温差传导和传质传导的原理。
1.热能传导：通过蒸汽对溶液进行加热传递热能，使溶液局部升温。
2.温差传导：由于多效降膜式蒸发器通常有多个蒸发器单位组成，其中较高级的蒸发器单位的蒸发温度较低级的蒸发器单位低，形成了温差，使得溶液在相邻级之间通过导热底板传导，实现能量转移。
3.传质传导：由于溶液中的溶质浓度不均匀，较浓的溶液在温差传导的作用下向低浓度的溶液扩散，实现了传质传导。
应用要点：1.节能高效：通过多效的设计，多效降膜式蒸发器能够高效利用能量，并将蒸发过程分解成多个级别，从而提高蒸发效率，降低能耗。
2.产品质量好：多效降膜式蒸发器能够高效地蒸发溶液中的溶质，并避免了常规蒸发器中因溶质浓度梯度不均匀导致的结晶问题，从而得到更纯净的产品。
3.适应性强：多效降膜式蒸发器适应性广泛，可以用于各种浓度的溶液的蒸发浓缩，可根据不同工艺要求调整蒸发器的级数和底板结构。
4.操作稳定：多效降膜式蒸发器具有良好的自动调控性能，通过控制进料流速、蒸汽压力、温度等参数，可以稳定控制设备的操作，提高生产效率。
5.简化工艺流程：多效降膜式蒸发器能够将多级的浓缩过程集成在一个设备中，简化了工艺流程，减少了设备占地面积。
总之，多效降膜式蒸发器通过多级浓缩的方式，利用蒸汽的热能传导、温差传导和传质传导的原理，高效地蒸发浓缩溶液，适用于多种工业领域。
它具有节能高效、产品质量好、适应性强、操作稳定和工艺流程简化等优点，为生产过程提供了便利，具有重要的应用价值。
二效降膜式蒸发器设备工艺原理
二效降膜式蒸发器设备工艺原理概述二效降膜式蒸发器是一种常用的化工装置，主要用于分离混合物中的组分。
它能够将含有挥发性物质的混合物加热至蒸发温度，使其中的挥发性物质蒸发出来并通过冷凝器冷凝成液体，从而实现分离。
在化工生产中，二效降膜式蒸发器是一台非常重要的设备。
它能够广泛地应用于低温浓缩、精馏、蒸发以及高温浓缩过程中，起到了十分重要的作用。
本文将简要介绍二效降膜式蒸发器的设备工艺原理，旨在为化工工作者提供帮助和指导。
设备结构二效降膜式蒸发器的结构一般由蒸发器本机和蒸汽加热器两部分组成。
其中，蒸发器主要由下降膜器、排汽器、冷凝器、上升膜器等组成。
具体地说，下降膜器是蒸发器的核心部分。
它通过降膜的方式，使得蒸发器的表面积增加，同时也使得蒸发器对热量的需求更加平均。
排汽器主要用于排出蒸汽，防止蒸汽积聚。
冷凝器则用于冷凝蒸汽，将其转化为液态。
上升膜器则将冷凝后的液体送回到下降膜器。
工艺原理二效降膜式蒸发器具有比较复杂的工艺原理，首先需要了解的是蒸发器中的干度D的概念。
蒸发器中的干度D是指单位时间内从蒸发器中泄出的蒸汽重量与进入蒸发器的混合物重量之比。
其公式如下所示：D=（双效器）W1/W其中，W1是一级蒸发器的出口质量流量，W是蒸发器进口的混合物质量流量。
在蒸发器工艺中，主要采用二效增塞式蒸发器。
这种蒸发器是由两个蒸发器连接起来，其中一级蒸发器为众所周知的二效降膜式蒸发器，另一个蒸发器则作为一个加热器使用。
工作原理如下：首先，从二效降膜式蒸发器进口进入待处理的混合物经过加热器加热，然后进入到二效降膜式蒸发器中。
二效降膜式蒸发器中的热媒(蒸汽）进入一级蒸发器，通过它发生蒸发并使得混合物的浓度增加，同时也使得混合物中的挥发性成分蒸发出来。
而在二级蒸发器中，则由于对加热的需求更少，所以采用了冷凝水作为加热介质，实现了蒸发的第二阶段。
在这个过程中，不断产生的液体会通过冷凝器进行冷却和凝固，最终离开蒸发器成为产品。
关于多效降膜式蒸发器的工作原理及应用要点
关于多效降膜式蒸发器的工作原理及应用要点蒸发(或称浓缩)是指将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行蒸发浓缩的过程，主要是利用加热作用使溶液中一部分溶剂汽化而获得。
蒸发工艺在制药生产中应用较多，如中药生产方面是将提取液进行蒸发浓缩而得到浓缩液或流浸膏，又如在抗生素生产中蒸发操作用于发酵滤液、树脂洗脱液以及各种提取液的浓缩。
蒸发设备一般称为蒸发器，其构造与种类繁多，而且其发展历史久远。
从操作方式可分为单效蒸发、多效蒸发和直接接触蒸发;按流体循环方式可分为不循环型蒸发、自然循环型蒸发、强制循环型蒸发、刮膜式蒸发及离心式薄膜蒸发。
设计时针对不同的物料用不同的蒸发器。
正确的应用不仅能提高产品的质量，又能节能降耗、降低生产成本、提高经济效益。
其中，降膜式蒸发器是现代蒸发技术中常见的单元操作，本文将对多效降膜式蒸发器的特点及相关要点作一探讨。
1降膜式蒸发器概述1.1降膜式蒸发器简介工作原理:物料由加热室顶部加入，经液体分布器分布后呈膜状向下流动。
在管内被加热汽化，被汽化的蒸汽与液体一起由加热管下端引出，经气液分离后即得到浓缩液。
在降膜式蒸发器的操作过程中，由于物料的停留时间很短(约5,10s)，而传热系数很高，因此其较广泛地应用于热敏性物料，也可以用于蒸发粘度较大的物料，但不适宜处理易结晶的溶液。
1.2降膜式蒸发器与升膜式蒸发器比较降膜式蒸发器与升膜式蒸发器的性能比较如表1所示。
表1降膜式蒸发器与升膜式蒸发器的性能比较2多效降膜式蒸发器的结构多效降膜式蒸发器由蒸发器、分离器、预热器、冷凝器、凝水罐、循环泵等部件组成，其结构如图1所示。
2.1蒸发器蒸发器为列管式换热器，管程通液体物料，壳程通加热蒸汽，液体物料从蒸发器的顶部进入，经过分布器进入加热管，液体物料沿加热管往下流，并被加热蒸发，直至加热器底部，浓缩的液体和蒸发产生的二次蒸汽进入分离器进行分离，其底部装有控制布水的液位开关。
作用:对液体物料加热、蒸发。
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做客专家：南京金日制药装备有限公司高级工程师陈晓东
本期议题：双效浓缩器具有节能优势
浓缩工段对于制药企业来说是能耗的重头。
在很多企业，其能耗要占到企业蒸气总消耗的60%以上。
目前，有不少制药企业在浓缩工段仍使用单效浓缩器，
这是很不经济的。
据估算，双效浓缩器比单效浓缩器节省蒸气消耗45%以上，节
约冷却用水47%以上，而且也可减少对环境的污染。
■单效浓缩设备能耗大探因
单效外循环浓缩器装置主要是由加热器、蒸发器、冷凝器、冷却器和受液罐组成。
需要浓缩的料液通过加热器的管程受蒸气加热达到沸点温度，经上升管由切线方向进入蒸发室迅速蒸发。
其中未经汽化、比重较大的液滴受离心力的作用而被甩到器壁上，从而在重力的作用下，下落到蒸发器下部，由于蒸发器与加热器是通过下降管互相连接的装置，故未能蒸发的液体又通过下降管回到加热器中再被加热，如此循环加热蒸发，使得溶液中的溶媒不断汽化被带出，使溶液中的溶质浓度不断升高，最终达到所需要的浓度。
而已经汽化的溶媒蒸气则从蒸发器上口通过捕沫器进入冷凝器被冷凝成液体再进入下方的接收器中，根据需要可以回收利用。
这里的能源消耗主要是两个方面：一是在加热器内用于加热稀溶液使溶液中溶媒蒸发所消耗的生蒸气；另一个就是使已经汽化的溶媒蒸气再冷凝成溶媒液体时，在冷凝器中所需要的冷却水。
前者需要供给热量，而后者需要带走热量。
被加热的溶液所产生的溶媒蒸气含有大量的热能，在这里不但没有得到利用，相反还要消耗大量的冷却水来冷却它。
产量越大，即蒸发量越大，供给的热量越多，所需的蒸气就越多，而同时所消耗的冷却水也越多。
这就是单效浓缩器能耗大的原因所在。
■双效浓缩器节能原因探究
如果能将溶媒蒸气继续利用，将其作为热源，用来加热或蒸发溶液，不就可以节约一部分蒸气消耗了吗？将这部分溶液里蒸发出来的溶媒蒸气导入另一个加热器来用作热源，以继续加热所需加热的溶液，即增加一套加热器和蒸发器装置，这就是双效浓缩器。
一般来说，在蒸发装置中，为了降低溶液的蒸发温度，通常在一定的真空状态下进行。
这不仅可以保持物料中的热敏性物质不被破坏，还可以增大传热温度
差，从而加快蒸发的速度。
在单效和双效设备中，均采用了真空系统。
但是，在
双效装置中，由于两效之间存在压力和温度梯度的差异，即第一效蒸发器内的真
空度低于第二效蒸发器内的真空度（这样同时有利于溶液的顺流操作而不需要用
泵来输送料液），即第一效的溶液蒸发温度要比第二效的溶液蒸发温度高，因而
由第二效蒸发器蒸发出来的最终需要冷凝的蒸气温度比较低，冷却水的用量也比
较少。
另外，由于在第一效加热产生的二次蒸气到第二效中作为热源而被加以利用，不仅节省了原来在单效设备中蒸发相同量的溶液所需的生蒸气的消耗，而且由于
这部分在单效设备中需要用冷却水来冷凝的蒸气，在该设备二效的加热器中被用
于加热需要蒸发的溶液，而其本身得到了冷凝，所以也节约了大量的冷却水。
这
两方面即是双效浓缩装置节约能源的原因所在。
■为节能效果算本账
从理论上来讲，在同样的条件下，蒸发一定量的水需要同样多的水蒸气。
但是，由于存在热量的损失，单效浓缩器的蒸气消耗量约为其蒸发（水）量的1.1
倍左右。
而在双效浓缩器中，蒸发同样的（水）量，其蒸气的消耗量比单效浓缩
器节省45%以上，节约冷却用水47%以上，而且也减少了对环境的污染。
就拿SN10 00型双效浓缩器来说，它的生产能力是每小时蒸发1吨的水，消耗的蒸气不到600
千克，消耗冷却循环水为30吨/小时，而同样是每小时蒸发1吨水的单效浓缩器，
却需要1100千克以上的蒸气，消耗冷却循环水为56吨/小时。
若按一台SN1000型
双效浓缩设备每天工作10小时计算，一年就可节约蒸气1800吨，也就是说不到一
年的时间，购买该设备的企业即可收回投资。
有些企业的管理者可能考虑到更新一台新的双效浓缩设备会增加几十万元的
投资，而原来的单效设备报废了又觉得可惜。
然而，这种担心是不必要的。
如果
企业目前资金困难，不妨在单效设备的基础上进行改造，增加一台跟原单效相当
的加热器和蒸发器，并对管路做适当调整，就可以获得双效设备了。