升膜蒸发器工艺设计
升膜蒸发器工艺设计
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50 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!
出口摩擦系数 fout 出口重量汽化率 e出口 压力降比值
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许用温差 △t ℃
许用压力降△P Pa
允许气速
m/s
重量流速 Gr kg/m2h
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雷诺数
Re
管内给热系数
kcal/m2h℃ hi 管内污垢热阻
m2h℃/kcal ri 换热管长
m
l
普兰特准数 PR 液相雷诺数 ReL 气相雷诺数 Rev 管内给热系数 kcal/m2h℃ hi 管内污垢热阻 m2h℃/kcal ri
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ρv
气相出口密度
m/s
ρve
重力加速度 g m/h2
换热管参数
换热管材料 导热系数 kcal/mh℃ 管子根数 n 根 管子长度 L mm
1.27E+08
介质名称
进口质量含量 %
出口质量含量 % 进口压力 pti MPa 出口压力 pto MPa 进口温度 tti ℃ 出口温度 tto ℃ 中间温度 tsm ℃ 进口流量 WtL kg/h 出口流量 Wto kg/h 平均温差潜热段△t2 ℃ 热量流量潜热段 Q kcal/h
ρL
液相出口密度
m/s
ρLe
重力换算系数gc kgm/kgh2
1.27E+08
管子内径 Dt mm 管子壁厚
工艺计算
显热段
管外给热系数
升膜蒸发器实验报告
升膜蒸发器实验报告
升膜蒸发器是一种高效闪蒸蒸发器，液料从蒸发器底部进入加热管，受热沸腾后迅速进行汽化，在管中央出现蒸汽柱，蒸发柱带动液料上升，沿着管壁管壁形成膜状，加快了物料的蒸发。
原液经过预热后接近沸点，由加热管底部进入升膜式蒸发器内，为了提升蒸发效率，提高二次蒸汽上升速度，物料沿着换热管内壁成膜状流动蒸发着。
当原液上升到达蒸发器加热室顶部时原液已经达到所需蒸发浓度，此时将达到要求的原液由分离室底部排出即可，期间产生的二次蒸发器经过分离板去除掉气泡、水珠、杂物后可继续作为热源回用。
升膜蒸发器的结构包括预热器、蒸发室、分离器、压缩机、控制系统。
蒸发系统中的加热室和加热室上部的气液分离器，加热室一侧有进料口和冷凝水出口。
中部设有蒸汽进口，顶端一侧有出气口，蒸发器内部中设有加热管，和通过管道连接物料预热器。
升膜式蒸发器的结垢造就了它比较适合处理蒸发量较小，热敏性但是粘度又不大易气泡的物料。
物料加热沸腾后进入设备在加热室加热沸腾产生二次蒸汽，二次蒸汽带动液料成膜装上升流动，完成蒸发。
蒸发器的工艺流程
蒸发器的工艺流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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设计任务书(蒸发器的,仅供参考)
设计任务书1、设计题目：年处理量为9000吨苹果汁蒸发器装置的设计；试设计一套三效并流加料的蒸发器装置，要求将固形物含量15%的桃浆溶液浓缩到70%，原料液沸点进料。
第一效蒸发器的饱和蒸汽温度为100℃，冷凝器的绝对压强为20kPa。
2、操作条件：（1）苹果汁固形物含量：入口含量15%，出口含量70%；（2）加热介质：温度为100℃的饱和蒸汽，各效的冷凝液均在饱和温度下排出，假设各效传热面积相等，并忽略热损失；（3）每年按300天计，每天20小时连续生产。
3、设计任务：（1）设计方案简介：对确定的工艺流程及蒸发器型式进行简要论述。
（2）蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积。
（3）蒸发器的主要结构尺寸设计。
（4）绘制蒸发装置的流程图，并编写设计说明书。
目录设计任务书 (1)第1章绪论 (3)1.1蒸发技术概况 (3)1.1.1蒸发 (3)1.1.2发生条件 (3)1.1.3蒸发的两个基本过程 (3)1.1.4影响因素 (3)1.1.5影响蒸发的主要因素 (4)1.2蒸发设备 (4)1.2.1蒸发器 (4)1.2.2蒸发器分类 (4)1.2.3蒸发器的特点 (5)1.3蒸发操作的分类 (8)1.4蒸发在工业生产中的应用 (8)第2章设计方案 (9)2.1蒸发器的选择 (9)2.2蒸发流程的选择 (9)2.3操作条件 (10)第3章蒸发器的工艺计算 (11)3.1估计各效蒸发量和完成液浓度 (11)3.2估计各效溶液的沸点和有效总温度 (11)3.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发器水量的初步计算 (13)3.4蒸发器传热面积的估算 (14)3.5有效温差的分配 (15)3.6校正 (15)3.7设计结果一览表 (17)3.8符号说明 (18)第四章蒸发器主要结构工艺尺寸的设计 (20)4.1 加热管的选择和管束的初步估计 (20)4.2加热室直径及加热管数目的确定 (20)4.3分离室直径与高度的计算 (20)4.4接管尺寸的确定 (21)4.4.1溶液进出口管 (21)4.4.2加热蒸汽与二次蒸汽接管 (22)4.4.3 冷凝水出口管 (22)4.5蒸发设备的数据 (22)参考文献 (23)结束语 (24)第一章绪论1.1蒸发技术概况1.1.1蒸发蒸发是使含有不挥发性溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质的浓度提高的单元操作。
药品生产技术《升膜式蒸发器》
第三页，共八页。
升膜式蒸发器是指在蒸发器中形成的液膜与蒸发的二次 蒸汽气流方向相同，由下而上并流上升，其结构由蒸发 加热管、二次蒸汽液沫导管、分离器和循环管四部分组 成。
第五页，共八页。
图7-1 升膜式蒸热效率高，物料受热时间短的特点。为了能在加热 管内有效地成膜，上升的蒸汽应具有一定的速度。
例如：常压下操作时适宜的出口汽速一般为20~50m/s，减压下操作时汽速则应 更高。因此，如果料液中蒸汽的水量不多，就难以达到上述要求的汽速，即升膜 式蒸发器不适用于较浓溶液的蒸发；对黏度很大，易结晶或易结垢的物料也不适 用。
第四页，共八页。
如图7-1所示，料液经预热器加热至接近沸点的温度后加入器底，由 于器内处于真空状态下，料液又经过预热，因此器底的料液很容易受 热汽化，蒸汽在管内以很高的速度上升，并夹带着部分未汽化的料液 以液膜的形式沿着管内壁上升，液膜上升是靠高速蒸汽对流层的拖带 而形成，又称为“爬膜”现象。料液边上升边被浓缩，被蒸汽带出的 浓缩液在器顶的汽-液分离器中进行分离，二次蒸汽在分离器顶部被 引出进入预热器的夹层中供预热蒸汽之用，多余的废气则在冷凝器中 冷凝自出口排出，浓缩液在分离器底部被引入接受器收集。
模块七：蒸发和结晶设备
项目一、蒸发设备
子项目2 升膜式蒸发器
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目录
升膜式蒸发器概述 升膜式蒸发器原理 升膜式蒸发器特点
第二页，共八页。
若溶液仅通过加热管一次，不做循环，称为单流式。单流式长管薄膜蒸发器具有一细长的竖立管束， 管束中的长管直径一般为20~50mm，高度一般为2~12m，管长和管径之比约为100~150。作为加热 用的蒸汽在壳程内流动，料液则在管程内流动。
薄膜蒸发器的优化设计方案
薄膜蒸发器的优化设计方案薄膜蒸发器作为一种新型高效的蒸发设备，其广泛应用为工业生产带来了巨大的经济效益，在真空薄膜蒸发器的设计中，传热部分的计算关系到整个蒸发器产出高质量产品的重要依据，杭州安研经过多年不断研发优化薄膜蒸发器设计，总结出以下优化设计方案。
一、蒸发概述蒸发是重要的化工单元操作之一，蒸发操作是用加热的方法，在沸腾状态下，使溶液中的水分或其他具有挥发性的溶剂、部分汽化移除，其溶液中溶质数量不变，从而使溶液被浓缩。
因此，蒸发过程是一个热量传递过程。
工业生产中蒸发操作的主要有三个：1、为了提高水溶液中溶质的浓度。
2、为了浓缩溶液和回收溶剂。
3、通过蒸发制备纯净的溶剂。
蒸发操作可在加压、常压、真空下进行，为了保持产品生产过程的系统压力，则蒸发需在加压状态下操作。
对于热敏性物料为了保证产品质量，在较低温度下蒸发浓缩，则需采用真空操作以降低溶液的沸点。
因此，一般无特殊要求的溶液，则采用常压蒸发为宜。
二、薄膜蒸发器概述薄膜蒸发器又称机械搅拌式薄膜蒸发器，它具有普通蒸发器的优点，广泛应用于化工、轻工、制药、环保、食品等行业，为工业生产带来了巨大的经济效益。
三、薄膜蒸发器优化设计薄膜蒸发器产品的设计现状是：工作效率低，劳动强度大，影响了产品设计和开发周期。
薄膜蒸发器设计辅助软件，能极大的减少设计计算量，提高设计效率，具有较高的工程应用价值。
设计主要是对真空薄膜蒸发器的传热部分进行优化设计，针对物料在薄膜蒸发器的传热过程，参数对薄膜蒸发器传热效率的影响等方面，对薄膜蒸发器优化设计，提高产品质量。
进料温度对薄膜蒸发器的传热部分有很大影响，薄膜蒸发器与其他蒸发器一样，传递热量主要是用以汽化潜热，在沸点或者接近沸点进料，能比较合理的利用传热面积。
1、进料温度低。
如果在低于操作条件下的沸点进料时，则相当的蒸发面积仅用于预热，而减少了作为蒸发的传热面积，因为预热时的给热系数大大低于蒸发时的给热系数。
2、进料温度高，可以降低料液的粘度，有助于料液在加热面上呈膜状分布。
升膜蒸发器设计计算说明书
《食品工程原理》课程设计目录一 《食品工程原理》课程设计任务书 .............................................. 错误!未定义书签。
(1)．设计课题 ....................................................................................................................... 2 (2)．设计条件 ....................................................................................................................... 2 (3).设计要求.......................................................................................................................... 2 (4).设计意义........................................................................................... 错误!未定义书签。
(5).主要参考资料 ................................................................................... 错误!未定义书签。
二 设计方案的确定 ............................................................................................................. 3 三 设计计算 ......................................................................................................................... 4 .总蒸发水量 ........................................................................................... 错误!未定义书签。
蒸发装置的工艺设计
⑥ 强制循环式蒸发器 如图4-6所示。与其他自然循环蒸发 器不同,强制循环蒸发器是在外热式蒸发器的循环管上设置 循环泵,使溶液沿一定方向以较高速度循环流动,增大了传热 系数,循环速度可达1.5~3.5m/s。
(2)单程型蒸发器
单程型蒸发器的基本特点是:溶液以膜状形式通过加热管,经 过一次蒸发即达到所需要的浓度。因此,溶液在蒸发器内的
4.1.1 蒸发装置的结构特点
(1)循环型蒸发器
循环型蒸发器的基本特点是:溶液在蒸发器内作连续的循环 运动,溶液每经过加热管一次,即蒸发出一部分水分,经多次循 环后被浓缩到指定要求。图4-1~图4-6是几种常用循环型蒸 发器的结构形式。
① 水平列管式蒸发器 如图4-1所示。其加热管为ϕ20~40 mm的无缝钢管或铜管,管内通加热蒸汽,管束浸没于溶液中。
化,进入分离室后,完成液与二次蒸汽分离,由分离室底部排 出。常压下加热管出口处的二次蒸汽速度不应小于10m/s,一 般为20~50m/s,减压操作时,有时可达100~160m/s或更高。
升膜式蒸发器适用于蒸发量较大(即稀溶液)、热敏性及易起 泡沫的溶液,但不适于高黏度、有晶体析出或易结垢的溶 液。
② 降膜式蒸发器 如图4-8所示。它与升膜式蒸发器的区别
在于原料液由加热管的顶部加入。溶液在自身重力作用下 沿管内壁呈膜状向下流动,并被蒸发浓缩,汽液混合物由加热 管底部进入分离室,经汽液分离后,完成液由分离器的底部排 出。为使溶液能在壁上均匀成膜,在每根加热管的顶部均需 设置液体布膜器。
图4-7 升膜式蒸发器
停留时间短,适用于热敏性物料的蒸发。又因溶液不循环,所 以对设计和操作的要求较高。图4-7~图4-10是几种常用单程 型蒸发器的结构形式。
① 升膜式蒸发器 如图4-7所示,升膜式蒸发器的加热室由垂 直长管组成,管长3~15m,直径25~50mm。管长和管径比为100 ~150。原料液经预热后由蒸发器底部进入,在加热管内溶液 受热沸腾汽化,所生成的二次蒸汽在管内以高速上升,带动液 体沿管内壁呈膜状向上流动。溶液在上流的过程中不断汽
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出口摩擦系数 fout 出口重量汽化率 e出口 压力降比值
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许用温差 △t ℃
许用压力降△P Pa
允许气速
m/s
重量流速 Gr kg/m2h
kcal/m2h℃ ho
管外污垢热阻
m2h℃/kcal ro
第二段传热系数
m2h℃/kcal U
换热面积
m2
A
换热管长
ml压力降管内进口摩擦系数 fin 压力降系数 a 管程压力降 Pa
检查
温差
△t ℃
管程压力降 △P Pa
气速
v m/s
流型判定 1/Xtt
流型确定(查表)
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介质特性
密度
ρ s kg/m3
粘度
μ s kg/(m·h)
导热系数 λ s kcal/(m·h)
比热
Cps kcal/(kg·℃)
潜热
ν s kcal/kg
饱和蒸汽的 汽相密度 ρ sv
(kg/m3)
壳程
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显热段
潜热段
管程其他参数
气相的粘度
kg/mh
μv
气相的密度
kg/m3
升膜蒸发器工艺设计
参数
流体流动形态 介质名称 进口质量含量 % 出口质量含量 % 进口压力 psi MPa 出口压力 pso MPa 进口温度 tsi ℃ 出口温度 tso ℃ 中间温度 tsm ℃ 进口流量 Wsi kg/h 出口流量 Wso kg/h 平均温差显热段 △t1 ℃ 热量流量显热段 Q kcal/h 总热量流量 Q kcal/h
介质平均温差 △t ℃
管程
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密度
ρ t kg/m3
粘度
μ t kg/(m·h)
导热系数 λ t kcal/(m·h)
比热
Cpt kcal/(kg·℃)
潜热
ν t kcal/kg
饱和蒸汽的 汽相密度 ρ tv
(kg/m3)
显热段
潜热段
液相的粘度
kg/mh
μL
液相的密度
kg/m3
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ρv
气相出口密度
m/s
ρve
重力加速度 g m/h2
换热管参数
换热管材料 导热系数 kcal/mh℃ 管子根数 n 根 管子长度 L mm
1.27E+08
介质名称
进口质量含量 %
出口质量含量 % 进口压力 pti MPa 出口压力 pto MPa 进口温度 tti ℃ 出口温度 tto ℃ 中间温度 tsm ℃ 进口流量 WtL kg/h 出口流量 Wto kg/h 平均温差潜热段△t2 ℃ 热量流量潜热段 Q kcal/h
ρL
液相出口密度
m/s
ρLe
重力换算系数gc kgm/kgh2
1.27E+08
管子内径 Dt mm 管子壁厚 tt mm
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升膜蒸发器工艺设计
工艺计算
显热段
管外给热系数
kcal/m2h℃ ho
管外污垢热阻
m2h℃/kcal ro
第一段传热系数
m2h℃/kcal U
换热面积
m2
A
潜热段
管外给热系数
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雷诺数
Re
管内给热系数
kcal/m2h℃ hi 管内污垢热阻
m2h℃/kcal ri 换热管长
m
l
普兰特准数 PR 液相雷诺数 ReL 气相雷诺数 Rev 管内给热系数 kcal/m2h℃ hi 管内污垢热阻 m2h℃/kcal ri
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