升膜式蒸发器讲义
升膜式蒸发器工作原理
升膜式蒸发器工作原理
升膜式蒸发器是一种常用的传热设备，在化工、制药、食品等工业领域广泛应用。
它的工作原理如下：
1. 进料液体经过预热后，通过进料管道进入蒸发器内。
2. 进料液体首先进入蒸发器内的加热管，在加热管中，通过对加热介质（通常是蒸汽）的加热，使液体温度升高。
3. 高温液体进入蒸发器底部的分配装置，该装置将液体均匀地分布到整个蒸发器内。
4. 当分布到蒸发器内的液体接触到蒸发器内壁上布满了许多细小孔的升膜管时，液体会在管内形成一条薄膜，薄膜在重力和毛细力的作用下向上流动。
5. 蒸发器内的加热介质（如蒸汽）进入升膜管时，在膜上形成了一个薄薄的液膜，该液膜会与蒸汽进行传热，从而使液体迅速蒸发。
6. 液体的主要成分在蒸发过程中逐渐减少，而非挥发性物质（如溶质）则在薄膜中积累，形成浓缩液。
7. 薄膜内的浓缩液随着蒸发过程不断向上流动，同时新的液体不断由底部供应进入，保持了薄膜的连续形成和流动，实现了持续蒸发。
8. 最终，通过蒸发器底部的浓液流出口将浓缩液排出，而蒸发产生的蒸汽则通过蒸汽出口排出蒸发器。
总结：升膜式蒸发器利用加热和蒸汽传热的方式，通过层层薄膜形成和流动，实现液体的持续蒸发和浓缩过程。
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由于蒸汽气泡的密度小，故气泡通过液体而上升。
B、液相因混有蒸汽气泡，使液体静压头下降，液体继续受热，温度不断升。
气泡增大，气体上升的速度则加快。
C、当气泡继续增大形成柱状，占据管子中部的大部分空间时，气体以很大的速度上升，而液体受重力作用沿气泡边缘下滑。
D、液体下降较多时，大个柱状汽泡则被液层截断。
E、变成带有液体雾沫的喷雾环形流液体的上升是靠高速蒸汽气流对液层的拖带而形成，称之为“爬膜”现象。
这时液膜沿管壁上升不断受热蒸发，浓度不断增大，最后与蒸汽一齐离开，管子越高则上升蒸发时间越长，溶液浓缩越大。
注意：如果汽速进一步增加，雾沫夹带进一步严重，使液膜上升的速度赶不上溶液蒸发速度，则加热管上的液膜将会出现局部被干燥、结疤、结垢、结焦等现象。
可见管膜式蒸发的操作状况最好是形成爬膜到出现喷雾流之间。
升膜式蒸发器的结构:这种蒸发器浓缩物料的时间很短，对热敏性物料质量很少影响但不适用于粘度较大的和受热后易产生积垢的，或浓缩后有结晶析出的物料。
升膜蒸发器的原理
升膜蒸发器的原理升膜蒸发器是一种常用的蒸发设备，其主要原理是将待蒸发物与热载体在升膜管中进行接触传热，从而将液体蒸发成气体。
这种设备结构简单，能够实现高效的蒸发效果，被广泛应用于化工、制药等领域。
1. 升膜蒸发器的结构和组成升膜蒸发器主要由蒸发室、热载体循环系统、升膜管、冷却器等组成。
其中，蒸发室容积越大，蒸发效率越高，而热载体循环系统中的传热流体则需要具有较高的传热效率。
2. 升膜蒸发器的蒸发原理升膜蒸发器的蒸发原理是利用热载体的传热能力，将液体加热至其沸点以上，从而使液体蒸发成气体。
当热载体通过蒸发室进行传热时，液体在接触热面的同时，吸收热量，温度逐渐上升，最终沸腾产生气体。
3. 升膜蒸发器的升膜过程升膜蒸发器中的液体通过升膜管向上运动，同时与热载体接触传热。
由于升膜管内的气体具有较高的流速，液体逐渐形成液膜，并逆着气体流向上升。
4. 升膜蒸发器的冷却过程升膜蒸发器中的气体在升完膜后会经过冷却器，从而将其中的热量散发出去。
冷却器一般采用冷却水或其他冷却介质进行冷却，使气体温度降至饱和或低于饱和状态。
5. 升膜蒸发器的应用及优势升膜蒸发器的应用范围非常广泛，可以用于提取、浓缩、分离等工艺。
相比于其他蒸发设备，升膜蒸发器具有能耗低、蒸发速率快、设备结构简单等优点。
因此，近年来越来越受到各个行业的重视和应用。
综上所述，升膜蒸发器的原理主要就是利用热载体进行传热，并通过气体流速和冷却器等装置实现液体的蒸发和收集。
通过了解升膜蒸发器的原理，可以更好地利用和操作这种设备，进而获得更好的工艺效果和经济效益。
化工原理学--蒸发讲义
蒸发器的传热温差不仅与蒸汽压力、溶液沸点 有关，还存在温度差损失。
温度差损失的定义
蒸发操作中，有效传热温度差低于理论传热 温度差的值，称作温度差损失（Δ）。
冷凝器操作压力下水的饱和温度
理论传热温差：
t T t o
加热蒸汽的饱和温度
有效（实际）传热温差： t T t
温度差损失 ： t t
③蒸发器传热面积Ａ（传热速率方程）
7.3.1 物料衡算
设：蒸发过程没有溶质的损失
Fw0 (F W )w
W F (1 w0 ) w
F——物料量，kg/s W——蒸发水量，kg/s w0、w——料液、完成液的浓度（％质量）
7.3.2 热量衡算
1、溶液浓缩热不可忽略
Dr0 Fi0 (F W ) i WI Ql Dr0 F (i i0 ) W (I i) Ql
某一浓度溶液的杜林线与浓度为零的直线之间的 垂直距离即为相应压力下该溶液的沸点升高Δ´ 。
杜林线图中可得三个结论：
①溶液浓度小时， Δ´与压 强关系不大，可取常压下 数据 Δ´a 。
②浓度升高，溶液沸点显 著增加；
③不同压力下溶液的沸点与 同压强下溶剂的沸点成线 性关系
7.3.3.2 液柱静压头使溶液沸点升高
7.2 蒸发设备（Evaporation Devices） 7.2.1 常用蒸发器
一、循环型蒸发器
（The Circulation Evaporator）
1、垂直短管式
（中央循环管式蒸发器）
循环动力：密度差
优点： 结构简单，操作可靠，
传热效果好，造价低；
缺点：循环速度低，易积污垢，
操作周期短，清洗不便。
W F (1 w0 ) w
药品生产技术《升膜式蒸发器》
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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。
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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。
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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
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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。
升膜式蒸发器结构
升膜式蒸发器结构升膜式蒸发器是一种常用于化工工业中的设备，主要用于分离液体混合物中的溶剂和溶质。
其结构设计合理，具有高效、省能、易操作等优点。
下面将详细介绍升膜式蒸发器的结构特点和工作原理。
一、结构特点升膜式蒸发器主要由蒸发器本体、加热器、冷凝器、分离器等部分组成。
1. 蒸发器本体：蒸发器本体一般采用立式圆柱形结构，由壳体和内部分离装置组成。
壳体一般由不锈钢制成，具有较强的耐腐蚀性和耐压性。
内部分离装置采用板式结构或者填料结构，可以增加蒸发器的传质效率。
2. 加热器：加热器一般由电热管、蒸汽加热器或者燃气加热器组成，用于提供热量以实现液体的蒸发。
加热器的选择要根据具体工艺要求和能源成本进行考虑。
3. 冷凝器：冷凝器用于将蒸发后的蒸汽冷凝成液体，一般采用管壳式结构。
冷凝器的设计要考虑到冷却介质的供应和冷凝效果的优化。
4. 分离器：分离器用于将升膜式蒸发器中的溶剂和溶质进行分离。
一般采用高效分离器，其中装有分离填料或者板式分离器。
二、工作原理升膜式蒸发器的工作原理是通过加热器提供热量，使液体在蒸发器中蒸发。
蒸发后的蒸汽与液体一起向上流动，经过冷凝器后，蒸汽冷凝成液体，与未蒸发的液体分离。
分离后的液体通过分离器排出，而溶剂则通过升膜作用从底部向上升腾，进入分离器进行分离。
升膜式蒸发器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 加热：液体在加热器中被加热，使其蒸发。
加热器的温度和压力要根据液体的物理特性和工艺要求来选择。
2. 蒸发：蒸发后的蒸汽与液体一起向上流动，通过蒸发器本体中的分离装置进行传质和传热。
3. 冷凝：蒸汽经过冷凝器后变为液体，通过冷凝器的冷却介质的传热作用，使蒸汽冷凝成液体。
4. 分离：经过冷凝器后的液体与未蒸发的液体进行分离，分离出溶剂和溶质。
5. 升膜：溶剂通过升膜作用从底部向上升腾，进入分离器进行分离。
升膜式蒸发器具有结构简单、操作方便、传质效率高等优点，广泛应用于化工、制药、食品等领域。
mvr升膜蒸发器工作原理
mvr升膜蒸发器工作原理mvr升膜蒸发器是一种常用的蒸发设备，广泛应用于化工、制药、食品、饮料、海水淡化等行业。
本文将介绍mvr升膜蒸发器的工作原理、分类、特点、应用及选型，帮助读者更好地了解该设备的使用方法和注意事项。
一、工作原理mvr升膜蒸发器的基本原理是利用蒸汽机械蒸汽再压缩（mvr）技术，将蒸发过程中的二次蒸汽进行压缩、升压、增温，然后送回到蒸发器的加热室继续加热物料，实现热效率更高、能耗更低的蒸发过程。
在升膜蒸发器中，物料在加热室内被加热沸腾并形成物料蒸汽，产生的二次蒸汽在喷淋管外冷凝，形成的液滴被重力作用流到集液箱内，完成蒸发过程。
二、分类mvr升膜蒸发器根据加热方式、结构形式和用途不同，有多种分类方式。
按加热方式可分为间接加热式和直接加热式；按结构形式可分为单效、双效和多效蒸发器；按用途可分为浓缩器、结晶器等。
其中，常用的mvr蒸发器有刮板蒸发器、喷砂蒸发器、列文蒸发器等。
三、特点mvr升膜蒸发器的特点包括：1.节能高效：通过mvr技术降低蒸发过程的能耗，提高了蒸发效率；2.适用范围广：适用于不同性质、不同浓度的各类溶液的蒸发处理；3.结构紧凑：设备占地面积小，安装维护方便；4.运行稳定：设备运行稳定可靠，使用寿命长；5.环保无污染：采用全封闭式生产，无泄漏，无污染。
四、应用及选型mvr升膜蒸发器广泛应用于化工、制药、食品、饮料、海水淡化等行业，适用于各种溶液的蒸发处理。
在选型时，需要根据实际生产需求、物料性质、工艺要求等因素进行选择。
一般需要考虑设备的生产能力、蒸发温度、工作压力、噪音等指标。
同时，还需要考虑设备的自动化程度、安全性、可靠性等因素。
总之，mvr升膜蒸发器是一种高效、节能、环保的蒸发设备，广泛应用于各个行业。
了解其工作原理、分类、特点和应用选型，对于正确使用该设备具有重要意义。
蒸发器
薄膜式蒸发器（一）分类1 管式薄膜蒸发器升膜式蒸发器降膜式蒸发器升降膜式蒸发器2 刮板式薄膜蒸发器3 离心薄膜蒸发器（一）管式薄膜蒸发器这类蒸发器的特点是液体沿加热管壁成膜而进行蒸发。
按液体动流动方向可分为：升膜式、降膜式、升降膜式等。
1 升膜式蒸发器结构升膜式蒸发浓缩设备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。
设备的基本结构如图9所示。
物料从加热器下部的进料管进入，在加热管内被加热蒸发拉成液膜，浓缩液在二次蒸汽带动下一起上升，从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进入分离器，浓缩液从分离器底部排出，二次蒸汽进入冷凝器。
对浓缩倍数要求高的工艺条件，如果物料对加热时间相对较长无不良后果，可将从排料口放出的浓缩液部分回流至进料管，以增加浓缩倍数。
由于在蒸发器中物料受热时间很短，对热敏性物料的影响相对较小，此种蒸发器对于发泡性强、稍度较小的热敏性物料较为适用。
但不适用于黏度较大，受热后易产生积垢或浓缩时有晶体析出的物料。
图9 升膜式蒸发器2 升膜式蒸发器成膜原理升膜式蒸发器正常操作的关键是让液体物料在管壁上形成连续不断的液膜。
液膜在长管中形成过程如图10所示, 图11a-h是分阶段解释在长管中气、液两相的变化及液膜形成的过程。
图11a 如果物料进入蒸发器时的温度低于其沸点，蒸发器中有一段加热管作为预热区，传热方式为自然对流。
为了维持蒸发器正常操作，加热管中液面一般为管高度的1／4～1／5，液面太高，设备效率低，出料达不到要求的浓度，控制适当的进料量和进料温度，使设备处于较佳的工作状态。
图11b 物料经加热达到沸腾温度时，溶液便开始沸腾，产生蒸汽气泡分散于连续的液相中。
由于蒸汽气泡的密度小，故气泡通过液体而上升。
流体比重降低。
图12 液体继续受热，温度不断上升。
随着气泡量的不断增加，小气泡结合形成较大的气泡，气体上升的速度则加快。
液相因混有蒸汽气泡，使液体静压头下降。
图11c 当气泡继续增大形成柱状，占据管子中部的大部分空间时，气体以很大的速度上升，而液体受重力作用沿气泡边缘下滑。
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升膜式蒸发器结构
A：物料进口 B：冷凝水出口 C：蒸汽进口 D：浓缩液出口 E：二次蒸汽出口
升膜式蒸发器原理
升膜式蒸发器又称爬升膜蒸发器，它依据虹
吸泵原理操作，根据在沸腾过程中产生的蒸汽
气泡的升力，液体和蒸汽并流向上流动，同时， 产生的蒸汽量增加，从而，在管壁上产生流动的 膜，即液体向上“爬”。并流向上运动有助于在 液体中产生高度的湍流。
2)提高加热蒸汽压力 由传热速度率方程式：Q＝KAΔt m 式中：Q—传热量(w)； K—传热系数( 2w) A—传热面积(m) Δtm—蒸汽与物料之间的温度差℃ 由上式知，提高加热蒸汽的压力，则蒸汽与物料之间的温 度差Δtm增加，即传热量增大。若加热蒸汽压力从原来的 0.6(kg/cm )增大至3(kg/cm) ，温度差Δtm将提高近一倍;并 且Δtm升高后，传热系数K 也会提高,因此提高蒸汽压力可 以有效提高蒸发器的能力.
敏性物料的 蒸发；温度差损失较小，表面 传热系数较大。 缺点：设计或操作不当时不易成膜，热流 量将明显下降；不适用于易结晶、结垢物 料的蒸发。
提高升膜式蒸发器能力的方法
从理论上讲提高升膜式蒸发器的能力有以下几 种方法: 1)增设进料预热器 2)提高加热蒸汽压力 3)提高系统操作的真空度
1)增设进料预热器
3)提高系统操作的真空度 压力降低，溶液的沸点降低，能防止或减少 热敏性物质的分解；沸点降低同样可利用 低压蒸汽或废气作加热源。
升膜蒸发器操作注意点
（一）这种蒸发器具有长的加热管，但加热 室和沸腾室之间的温度差也必须大，否则， 蒸汽流的能量不足于输送液体和产生爬升 的膜
（二）管膜式蒸发的操作状况最好是形成 “爬膜”到出现喷雾流之间。所以要根据 料液的性质严格控制物料进出口温度和真 空度，防治因气速太快，在管内形成带有 雾沫的喷雾流，甚至在加热管上的液膜出 现局部被干燥、结疤、结垢、结焦等不正 常现象。
（三）如果料液中蒸发的水量不多，就难以 达到所要求的汽速。因此，升膜蒸发器不 适用于较浓溶液的蒸发，对黏度很大，易 结晶、结垢的物料也不适用
谢谢观看Biblioteka 升膜式蒸发器特点 传热系数大，传热效率高，在加热面上的
停留时间短。溶液以液膜的形式一次通过 加热室，不进行循环。
升膜式蒸发器应用范围
升膜蒸发器适宜处理蒸发量较大，热敏性，
粘度不大及易起沫的溶液。 不适于高粘度、有晶体析出和易结垢的溶 液。
升膜蒸发器优缺点
优点：溶液停留时间短，故特别适用于热
若将常温下的液体直接引入加热室，则在加热室 底部必有一部分受热面用来加热溶液使其达到沸 点后才能汽化，溶液在这部分壁面上不能呈膜状 流动，而在各种流动状态中，又以膜状流动效果 最好，故溶液应预热到沸点或接近沸点后再引入 蒸发器通过安装料液预热器，可以低温料液预热 到接近沸点，这样不仅可以减少蒸发器负荷，而 且可以缩短加热管中预热段长度，使传热系数得 以提高，有益于蒸发器生产能力的提高。