单效降膜式蒸发器
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蒸发设备，用于将液体蒸发成蒸汽。
其原理是利用液体在管壁上形成一层薄膜，通过加热使薄膜内的液体蒸发。
下面将详细介绍降膜蒸发器的工作原理。
1. 物料进料：液体物料通过管道进入降膜蒸发器的进料口，流动进入设备内部。
2. 加热：进料后的液体被加热，通常是通过外部的加热源，如蒸汽、电加热等，加热使得液体温度升高。
3. 薄膜形成：加热后的液体在设备内部的加热管壁上形成一层薄膜，这个薄膜是液体贴附在管壁上的状态，整个薄膜的面积相对较大。
4. 蒸发：加热后的液体在薄膜的作用下开始蒸发成蒸汽，蒸汽沿着管道流动。
5. 除液：部分蒸发后的液体由于重力的作用，沿着管道底部流回循环池或排出设备。
6. 蒸汽收集：蒸汽集中收集后通过管道输出。
降膜蒸发器的工作原理可以通过加热使液体形成薄膜状态，加快液体蒸发速度，从而提高传热效率。
此外，降膜蒸发器还可以采用多效加热的方式，即在多个连续的蒸发单元中进行，从
而进一步提高蒸发效果。
降膜蒸发器广泛应用于化工、制药、食品等领域，具有设备紧凑、能耗低、产品质量好等优点。
MVR蒸发器详细介绍
MVR蒸发器（Mechanical Vapor Recompression ）简称mvr，是一个蒸发器，采用重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的节能技术。
早在60年代，德国和法国已成功的将该技术用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化及污水处理等领域。
MVR蒸发器工作原理MVR蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，MVR为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发，即产品在第一次经过效体后不能达到所需浓度时，产品在离开效体后通过效体下部的真空泵将产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体以达到所需浓度。
效体内部为排列的细管，管内部为产品，外部为蒸汽，在产品由上而下的流动过程中由于管内面积增大而是产品呈膜状流动，以增加受热面积，通过真空泵在效体内形成负压，降低产品中水的沸点，从而达到浓缩，产品蒸发温度为60℃左右。
产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起通过分离器进行分离，冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品，蒸汽通过风扇增压器进行增压（蒸汽压力越大温度越高），而后经增压的蒸汽通过管路汇合一次蒸汽再次通过效体。
设备启动时需一部分蒸汽进行预热，正常运转后所需蒸汽会大幅度减少，在风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能，所以设备运转过程中所需蒸汽减少，而所需电量大幅增加。
产品在效体流动的整个过程中温度始终在60℃左右，加热蒸汽与产品之间的温度差也保持在5—8℃左右，产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保护产品质量、有效防止糊管。
产品的浓缩度在50%左右时仅MVR蒸发器就能完成，当所需浓度为60%时则需安装闪蒸设备。
机械再压缩原因：1、单位能量消耗低2、因温差低使产品的蒸发温和3、由于常用单效使产品停留时间短4、工艺简单，实用性强5、部分负荷运转特性优异6、操作成本低蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源，只能作为次效或次几效的热源。
降膜蒸发器PPT课件
多效蒸发
多效蒸发是将多个蒸发器串联起来的系统，后效的操作压力和沸点均较前效低，仅在压力最高的首效使用 生蒸汽作加热蒸汽，产生的二次蒸汽作为后效的加热蒸汽，亦即后效的加热室成为前效二次蒸汽的冷凝器， 只有末效二次蒸汽才用冷却介质冷凝。可见多效蒸发明显减少加热蒸汽耗量，节约了热能，也明显减少冷 却水的耗量。
图11-4 外热式蒸发器 1-加热室 2-蒸发室 3-循环管
图11-5 列文式蒸发器 1-加热室 2-加热管 3-循环管 4-蒸发室 5-除沫器 6-挡板 7-沸腾室
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降膜式蒸发器
工作原理：物料从加热管上 部进入，经分配器导流管进入 加热管，沿管壁成膜状向下流。
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降膜式蒸发器
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蒸发器分类：
• 按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。
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中央循环管式蒸发器
二次蒸汽
4
料液
1
2
冷凝水
3
液体的循 环
加热蒸汽
2
完成液
图11-2 中央循环管式蒸发器 1-外壳 2-加热室 3-中央循环管 4-蒸发室
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蒸发设备
• 悬筐式蒸发器
二
次
蒸
汽
1 5
加热蒸汽
3 洗涤水 2
4
料液
冷凝水
完成液 图11-3 悬筐式蒸发器 1-外壳 2-加热蒸汽管 3-除沫器 4-加热室 5-液沫回流管
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蒸发设备
• 外加热式蒸发器
■ 列文式蒸发器
降膜蒸发器的设计.
齐齐哈尔大学蒸发水量为2000kg ℎ的真空降膜蒸发器题目蒸发水量为2000kg ℎ的真空降膜蒸发器学院机电工程学院专业班级过控133学生姓名戴蒙龙指导教师张宏斌成绩2016年 12月 20日目录摘要.............................................................. I II Absract............................................................ I V第1章蒸发器的概述 (1)1.1蒸发器的简介 (1)1.2蒸发器的分类 (1)1.3蒸发器的类型及特点、 (2)1.4蒸发器的维护 (5)第2章蒸发器的确定 (6)2.1 设计题目 (6)2.2 设计条件： (6)2.3 设计要求： (6)2.4 设计方案的确定 (6)第3章换热面积计算 (8)3.1. 进料量 (8)3.2. 加热面积初算 (8)3.2.1估算各效浓度: (8)3.2.2沸点的初算 (8)3.2.3计算两效蒸发水量W1，W2及加热蒸汽的消耗量D1 (9)3.3. 重算两效传热面积 (11)3.3.1. 第一次重算 (11)第4章蒸发器主要工艺尺寸的计算 (13)4.1加热室 (13)4.2分离室 (13)4.3其他工件尺寸 (14)第5章强度校核 (15)5.1 筒体 (15)5.2前端管箱 (16)参考文献 (19)致谢 (21)摘要蒸发就是采用加热的方法，使溶液中的发挥性溶剂在沸腾状态下部分气化并将其移除，从而提高溶液浓度的一种单元操作，蒸发操作是一个使溶液中的挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的过程。
蒸发设备称为蒸发器，蒸发操作的热源，一般为饱和蒸汽。
蒸发在操作广泛应于化学、轻工、食品、制药等工业中。
工业上被蒸发处理的溶液大多数为水溶液。
本次设计的装置为蒸发水量为2000kg ℎ降膜蒸发器，浓缩物质为牛奶。
降膜蒸发器除适用于热敏性溶液外，还可用于蒸发浓度较高的液体。
降膜蒸发器中决定和影响传热系数的因素
降膜蒸发器中决定和影响传热系数的因素摘要这项工作的目的是确定不同操作条件下的单效蒸发器的传热系数，为了判断它们有多种影响因素。
降膜蒸发器包括12根外径25mm、长3m的垂直不锈钢管，蒸发器的蒸发容量为240 kg/h。
对每一个多效蒸发器的影响条件进行模拟，改变进料浓度和压力，设置每一种条件下的饱和温度和热传递系统，。
从而获得一个关联式，即传热系数与流体性质、几何参数和流量的关系。
2005年Elsevier公司保留所有权利。
关键词: 传热、蒸发器、降膜、传热系数1. 前言果汁的浓度是果汁制造业中被广泛使用的参数，它有两个主要目的：（1）降低产品的体积和重量，随后降低储存、包装及分销的成本。
（2）增加水的活动，减少其对果汁的稳定性影响，这是影响果汁品质的主要因素。
虽然冷冻浓缩和反渗透浓度等其他方法现在也经常被用到，但由于业务和经济原因蒸发仍然是最流行的。
蒸发是一个单元操作即从液体中去除水。
如果液体中含有溶解固体，解决方案是可以使其成为饱和或过饱和固体晶体沉积。
如果长时间高温蒸发，会造成果汁中许多物质被破坏,，真空蒸发似乎是合理的解决方案。
真空蒸发进行的沸点降低，所以热降解趋于最小化。
降膜蒸发器在本质上是管壳式换热器。
降膜蒸发器本质上是一个管壳式换热器。
蒸汽冷凝的壳程提供了潜热，使从管程流动溶液中的水蒸发量。
水蒸气和浓缩果汁，在热力学方面是平衡的，然后分离。
这个过程可以完成一次蒸发，因此沸腾浓缩液退出单元作进一步处理，蒸汽在一个独立的冷凝器中冷凝。
这种设备被命名为“单效蒸发器”。
然而，如果需要高浓度，最好是使用多个更小的单元，而不是用一个大的单元。
在这种条件下，解决方案是水汽离开第一个单元，加热介质为第二个过程蓄流。
对于一个合适的动力，由于第二单元存在，其沸点减小，这是通过减少在蒸发室的压力。
这样，减少了蒸发器在加热蒸汽压力方向的热能损失和压力损失。
这种被定义为“多效蒸发器”，3，4，5设备在食品工业是非常容易见到的。
单效降膜式蒸发器课件
» 操作 1、打开卫生泵、真空泵冷却水阀门，待各泵溢出水口
出水后方可启动。
2、用热水对设备进行循环杀菌10～20分钟。(开冷凝水 泵，蒸汽使温度达到90度以上）
3、将板式冷凝器的冷却水阀门打开，关闭其他阀门， 启动水泵、真空泵，当分离室真空度达到-0.08MPa 时，打开进料阀，启动进料泵，打开蒸汽旁通阀， 将蒸汽冷凝水排出，再打开热压泵蒸汽阀门，启动 冷凝水泵。
五、故障产生原因及排除方法
• 降膜室、冷凝器、分离室、热压泵、出料泵 、蒸汽冷凝水泵、真空泵、蒸汽调节阀、测 量仪表、机架、电气控制箱及工艺管线 （见设备外形图）。
设备外形图
冷凝器
蒸汽 调节 阀冷Biblioteka 水泵降 膜 室分离 室
真 空 泵 出料泵
• 二. 特点
• 2.1 降膜室采用不锈钢结构，降膜室下部安装容易拆卸的 法兰，便于检查降膜管，降膜室下端设有视镜，观察蒸汽 冷凝水的情况。
进料浓度
•
出料浓度
•
蒸发温度
•
进料温度
• 进水温度
• 冷却水耗量
•
蒸汽压力
•
蒸汽耗量
• 电机功率
650Kg/h 6000L/h 11.6~12% 12.4~13%
≤65～70℃ 68℃
25℃ 30～36T/h
≥0.8Mpa ≈585Kg/h 8.5KW
三、主要结构及特点及工作原理
– 主要结构
• 本设备凡与物料、二次蒸汽及冷凝水接触 之部件均采用优质不锈钢部件，组成部件 如下：
• 3、工作原理
• 牛奶由降膜室顶部经过布膜装置均匀地分配于降膜管内壁， 牛奶以自己的重力和二次蒸汽流的作用成膜状自上而下流 动，同时与降膜管外壁加热蒸汽发生热交换而蒸发，蒸发 后的牛奶及二次蒸汽进入分离室进行气液分离，牛奶经过 出料泵送出，如果牛奶浓度达不到要求，通过柱塞阀调节 蒸汽量的大小，保证出口牛奶的浓度。增大蒸汽调节阀的 进汽量直至牛奶浓度达到要求为止。如果牛奶浓度超过要 求，减少蒸汽调节阀的进汽量直至牛奶浓度达到要求为止。 二次蒸汽进入板式冷凝器，用冷却水进行冷却。 不凝性 气体有真空泵吸出，同时保证系统在真空下工作（见工艺 流程图）。
降膜蒸发器的工作原理
降膜蒸发器的工作原理
降膜蒸发器是一种常用的传热设备，用于液体蒸发和浓缩过程。
其工作原理如下：
1. 驱动力提供：降膜蒸发器通过提供热量或降低压力来产生蒸发的驱动力。
热能通常是通过加热介质（如蒸汽或电加热器）向换热管传递的。
2. 液体入口：液体进入降膜蒸发器并通过分配装置均匀分布在换热管的壁面上。
通常，液体是从设备的顶部注入，经过分配器均匀分布。
3. 形成薄膜：液体在管壁上形成一个薄膜，并沿着管壁向下流动。
这个薄膜的形成是通过液体在壁面的湿润性和重力作用的结合实现的。
4. 蒸发过程：薄膜在向下流动的同时，受加热介质的热量作用下逐渐蒸发。
蒸发会使液体中的挥发性成分转化为蒸汽。
5. 汽液分离：在蒸发的过程中，由于物质的挥发差异，蒸汽和残余液体会在管壁上形成边界层。
边界层会帮助汽液分离，使蒸汽从顶部的出口流出，而残余液体继续向下流动。
6. 液体收集：残余液体在底部被收集转出。
一般情况下，具有高浓度的液体会从底部排出，而较清洁的液体则会再次被输送进入系统中。
通过上述过程，降膜蒸发器实现了将液体中的挥发性成分分离出来，达到蒸发和浓缩液体的目的。
降膜蒸发器在化工、环保、食品等行业具有广泛应用。
MVR蒸发器工艺操作规程
MVR蒸发器工艺操作规程第一部分原理MVR蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，MVR为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发，即产品在第一次经过效体后不能达到所需浓度时，产品在离开效体后通过效体下部的真空泵将产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体以达到所需浓度。
效体内部为排列的细管，管内部为产品，外部为蒸汽，在产品由上而下的流动过程中由于管内面积增大而是产品呈膜状流动，以增加受热面积，通过真空泵在效体内形成负压，降低产品中水的沸点，从而达到浓缩，产品蒸发温度为60℃左右。
产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起通过分离器进行分离，冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品，蒸汽通过风扇增压器进行增压（蒸汽压力越大温度越高），而后经增压的蒸汽通过管路汇合一次蒸汽再次通过效体。
设备启动时需一部分蒸汽进行预热，正常运转后所需蒸汽会大幅度减少，在风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能，所以设备运转过程中所需蒸汽减少，而所需电量大幅增加。
产品在效体流动的整个过程中温度始终在60℃左右，加热蒸汽与产品之间的温度差也保持在5—8℃左右，产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保护产品质量、有效防止糊管。
产品的浓缩度在50%左右时仅MVR蒸发器就能完成第二部分工艺流程说明1、物料走向①进料：上游工艺产生的硫酸钠原液送至本系统原料缓冲罐T01中，由进料泵P01打入蒸发系统。
5t/h25℃5%的硫酸钠溶液从原料缓冲罐T01出来，由进料泵P01打入板式换热器，硫酸钠溶液在蒸馏水板换HE01和鲜蒸汽板换HE02内分别与系统产生的3.5t/h102℃的蒸馏水和200kg/h120℃的鲜蒸汽进行换热，温度达到92℃后，进入降膜换热器HE03进行蒸发浓缩。
②蒸发时，5t/h的进料液在一体式二效降膜蒸发器HE03内与经压缩机升温升压后的二次蒸汽换热，进行蒸发浓缩，物料通过降膜循环泵P03、P04打循环，蒸发的蒸汽在分离器SE01内气液分离后进入压缩机C01升温升压；分离后的浓缩液进入分离器底部，一部分进入降膜蒸发器底部储液段打循环，一部分通过二效转料阀转去强制循环蒸发器继续蒸发浓缩。
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辅助零部件
• • • • • 出口增压泵 单向阀 出口管路上的恒压阀 真空泵 PID控制阀（压力，流量） 控制阀（ 控制阀 压力，流量）
工艺流程
• 物料从顶部进入加热塔管层由上而下靠自 生重力拉成薄膜状， 生重力拉成薄膜状，通过壳层的热源使其 内部水份产生蒸发 • 浓缩液流由分离室底部流出，蒸汽从顶部 浓缩液流由分离室底部流出， 经捕沫器净化后吸出
管式降膜蒸发器
• 作用：用于液体奶加工的预处理工序，由 作用：用于液体奶加工的预处理工序， 于采用高压喷雾瞬间蒸发， 于采用高压喷雾瞬间蒸发，使奶在不破坏 有效营养成分的情况下得到浓缩， 有效营养成分的情况下得到浓缩，使产品 干物质含量得到提高
工作原理
• 被蒸发液体经循环泵送至设备上部经布膜器 分配后均匀布在管桥上， 分配后均匀布在管桥上，经溢流在每根换热 管内形成液膜， 管内形成液膜，液膜自换热管内由上而下边 流动边蒸发， 流动边蒸发，产生的二次汽随液膜自上而下 一同到达分离室， 一同到达分离室，经设在分离室上部的除沫 器过滤所带的汽泡，水珠及杂物， 器过滤所带的汽泡，水珠及杂物，为热回收 提供优质的热源。 提供优质的热源。
单效降膜式蒸发器
主要内容
• 硬件组成 • 辅助零部件 • 工艺流程 • 现场监控
硬件组成
• 加热器的构造（管层和壳层） 加热器的构造（管层和壳层） • 捕沫器的作用（带有二次蒸发） 捕沫器的作用（带有二次蒸发） • 冷却器的结构及其工作原理（双层换热） 冷却器的结构及其工作原理（双层换热） 特定工作环境的生成极其作用 高压喷嘴工作的动力以及它所产 生的效果 热能回收率） （热能回收率）
要点介绍
1、食品浓缩的目的 、 除去食品中大量水分，减少包装储存运输费用。 除去食品中大量水分，减少包装储存运输费用。 提高制品浓度，增加制品的保藏性。 提高制品浓度，增加制品的保藏性。 浓缩经常用做干燥或更完全的脱水的预处理过程 2. 蒸发可以在常压、真空或加压下进行，在食品 蒸发可以在常压、真空或加压下进行， 工业上常用真空蒸发（密闭设备）例如闪蒸器 工业上常用真空蒸发（密闭设备） 二次蒸汽:蒸发过程汽化所产生的水蒸汽 蒸发过程汽化所产生的水蒸汽,以区别 二次蒸汽 蒸发过程汽化所产生的水蒸汽 以区别 作为热源的生蒸汽。 作为热源的生蒸汽。
要点介绍
4、蒸发器的类型及其选择 、 • 蒸发器主要由加热室（器）和分离室（器） 蒸发器主要由加热室（ 和分离室（ 两部分组成。 两部分组成。 • 分离室的作用是将二次蒸汽中夹带的雾沫 分离出来（安装捕沫器） 分离出来（安装捕沫器）
要点介绍
5.蒸发效率：蒸发掉1公斤的水分需要 蒸发效率：蒸发掉 公斤的水分需要 蒸发效率 0.25~0.6公斤的蒸汽。 公斤的蒸汽。 公斤的蒸汽 6.水分总蒸发量的计算 W=S（1-B0/B2） 水分总蒸发量的计算: 水分总蒸发量的计算 （ ） B0表示最初物料浓度。B2表示最终物料 表示最初物料浓度。 表示最终物料 表示最初物料浓度 浓度。 浓度。
现场监控
视镜液位观察 产品加热器：上部视镜合适液位1/5-1/4之间 产品加热器：上部视镜合适液位 之间 下部视镜及水汽分离室视镜液流应以雾状喷下 下部视镜及水汽分离室视镜液流应以雾状喷下 雾状 冷却塔视镜的合适液位在1/4-1/3之间 之间 冷却塔视镜的合适液位在
视图
视图Biblioteka 要点介绍3.在蒸发过程中所考虑的物料性质： 在蒸发过程中所考虑的物料性质： 在蒸发过程中所考虑的物料性质 • 热敏性（力求低温短时 高温瞬时） 热敏性（力求低温短时----高温瞬时 高温瞬时） • 腐蚀性（多采用不锈钢材料） 腐蚀性（多采用不锈钢材料） • 结垢性（提高液速、强制搅拌、定期严格清理） 结垢性（提高液速、强制搅拌、定期严格清理） • 泡沫性（采用表面活性剂，安装各种机械装置） 泡沫性（采用表面活性剂，安装各种机械装置） • 易挥发成分（采用回收措施） 易挥发成分（采用回收措施）
工艺流程
• 冷却塔的壳层由真空泵抽成低压，将与之 冷却塔的壳层由真空泵抽成低压， 连通的扑沫器顶部的蒸汽吸入， 连通的扑沫器顶部的蒸汽吸入，由其管层 的冷却水将蒸汽打冷为冷凝水
降膜式蒸发器上部结构
• • • • • • • 1 产品供料喷咀 2 分布板 3 加热蒸汽 4 同轴管 5 通道 6 蒸汽 7 蒸发管