刮板蒸發器

刮板蒸發器，它是一種適應性很強的新型蒸發器，例如對高粘度、熱敏性和易結晶、結垢的物料都適用。它主要由加熱夾套和刮板組成，夾套內通加熱蒸汽，刮板裝在可旋轉的軸上，刮板和加熱夾套內壁保持很小間隙，通常為0.5～1.5 mm。料液經預熱後由蒸發器上部沿切線方向加入，在重力和旋轉刮板的作用下，分布在內壁形成下旋薄膜，並在下降過程中不斷被蒸發濃縮，完成液由底部排出，二次蒸汽由頂部逸出。在某些場合下，這種蒸發器可將溶液蒸乾，在底部直接得到固體產品。

基本介紹

• 中文名：刮板蒸發器
• 組成：熱夾套和刮板
• 間隙：0.5～1.5 mm

刮板蒸發器概述

刮板蒸發器工作原理

刮板蒸發器外殼內帶有加熱蒸汽夾套，其內裝有可旋轉的葉片即刮板。刮板有固定式和轉子式兩種，前者與殼體內壁的間隙為0.5～1.5mm，後者與器壁的間隙隨轉子的轉數而變。料液由刮板蒸發器上部沿切線方向加入（亦有加至與刮板同軸的甩料盤上的）。由於重力、離心力和旋轉刮板刮帶作用，溶液在器內壁形成下旋的薄膜，並在此過程中被蒸發濃縮，完成液在底部排出。這種蒸發器是一種利用外加動力成膜的單程型蒸發器。

刮板蒸發器使用特點

1．刮板蒸發器效率高，能力大，對水和有機溶劑等溶液的蒸發量100—300Kg/h·m²。

2．刮板蒸發器被處理物料在蒸發麵停留時間短，約±10秒左右，不結焦，不結垢。

3．刮板蒸發器可以實現真空條件下低溫蒸發。

4．刮板蒸發器適宜於連續性生產，操作彈性大，結構簡單，便於維修，可實行自控。

5．刮板蒸發器改變刮板外側的溝槽傾斜角度，可調節物料在蒸發器內停留的時間，以適應不同粘度物料蒸發的需要。

6．刮板蒸發器凡接觸料液的部分和設備，均採用不鏽鋼，從而保持了料液不被污染。

7．刮板蒸發器頂部裝有快開蓋板，便於對加熱管的刷洗。頂部兩側裝有燈孔、視鏡，便於操作中的觀察。

刮板蒸發器套用範圍

刮板蒸發器廣泛套用於石油、化工、醫藥等行業，特別適用於高粘度（如栲膠、蜂蜜等）和易結晶、結垢、熱敏性的物料。

刮板蒸發器的結構特點

電機、減速機

它是轉子旋轉的驅動裝置。轉子的轉動速度將起決於刮板的形式.物料的粘度和蒸發筒身內徑；選擇刮板合適的線速度是保證蒸發器穩定可靠運行及滿意蒸發效果的重要參數之一。

分離筒

物料由設在分離筒身下端的入口切向進入蒸發器，並經安裝在分離筒身內的布料器被連續均勻地分布於蒸發筒身內壁，從蒸發筒身蒸發出的二次蒸汽上升至分離筒，經安裝在內的氣液分離器，將二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫分離，二次蒸汽從上端的出口引出蒸發器。

依據於蒸發器內阻力計算的分離筒身的合理設計，是避免物料“短路”的關鍵因素之一。(所謂“短路”，系指物料剛進蒸發器，尚未完成蒸發過程，即從二次蒸汽出口離開蒸發器。)

布料器

布料器安裝在轉子上。合理的設計，使從切線方向進入蒸發器的物料，通過旋轉的布料器，被連續均勻地呈膜上潑布在蒸發麵上。

氣液分離器

旋片式氣液分離器安裝在分離筒上方，它將上升的二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫捕集，並使之回落到蒸發麵上。

蒸發筒身

又稱加熱筒身。它是被旋轉刮板強制成膜的物料與夾套內加熱介質進行熱交換的蒸發麵。蒸發筒身的內徑及長度由蒸發麵積及適宜的長徑比確定。

加熱筒身內壁經專用工具機加工和拋光，且與兩端法蘭連線面一次加工而就，保證設備整體圓心度。經過拋光(必要時鏡面拋光)的筒身內壁光滑潔亮，不易粘料和結垢，有效保證了設備的高傳熱係數。

5.1若加熱介質為蒸汽，加熱筒身一般採用夾套形式。

5.2若加熱介質為導熱油或高壓蒸汽時，加熱筒身一般採用半管形式。

轉子

安裝在蒸發器筒體內的轉子由轉軸與轉架組成。轉子由電機、減速機驅動，並帶動刮板作圓周運動。轉架採用不鏽鋼精密鑄件加工而成，使其強度、幾何尺寸、穩定性等都得到有效保證。

刮板

由於刮板的運動，將物料不斷地在蒸發麵上刮成薄膜，以達到薄膜蒸發的效果。

根據物料的粘度等特性，有下述三種刮板形式可供選擇：

(1) 滑動刮板

滑動刮板是一種最基本、最常見的刮板形式。刮板被安裝在轉子的四條刮板導槽內，由於受轉子旋轉的離心力作用而沿徑向甩向蒸發筒體內壁面，同時隨轉子一起作圓周運動。刮板的這種刮動，使物料在蒸發壁面上呈膜狀湍流狀態，極大提高了傳熱係數，同時這種連續不斷的刮動，有效地抑制物料的過熱、乾壁和結垢等現象。

通常，刮板採用填充聚四氟乙烯材質，它適宜低於150℃的工作溫度；當蒸發溫度高於150℃時，需採用碳纖維材質。刮板的端面加工有呈一定角度的導液槽。

(2) 固定刮板

固定刮板都採用金屬材料，它被剛性連線在轉子上，刮板的長度同蒸發筒身，旋轉刮板與蒸發筒身內壁的間隙僅為1-2mm，要求較高的加工與安裝精度，它適宜特高粘度及易起泡沫物料的蒸發濃縮、脫溶或提純。

(3) 鉸鏈刮板

這種刮板適宜於易在加熱面上結垢的物料，刮板通常採用金屬件，採用活動鉸鏈方式將刮板安裝在轉架上。當轉子轉動時，由於離心力的作用，刮板被緊壓在蒸發筒體內壁，(與壁面)呈一定角度在壁面滑動，將物料刮成薄膜，且防止壁面結垢。

底封頭

單獨設計的W型底封頭，並配置耐高溫自潤滑軸承，既便於物料的出料，同時，便於底軸承的維護和維修。

刮板蒸發器性能特點

薄膜蒸發器具備的下述獨特的優點，是常規膜式蒸發器所不能比擬的：

1.極小的壓力損失 在旋轉刮板薄膜蒸發器中，物料“流”與二次蒸汽“流”是兩個獨立的“通道”：物料是沿蒸發筒體內壁(強制成膜)降膜而下；而由蒸發麵蒸發出的二次蒸汽則從筒體中央的空間幾乎無阻礙地離開蒸發器，因此壓力損失(或稱阻力降)是極小的。

2.可實現真正真空條件下操作

正由於二次蒸汽由蒸發麵到冷凝器的阻力極小，因此可使整個蒸發筒體內壁的蒸發麵維持較高的真空度(可達-750mmHg以上)，幾乎等於真空系統出口的真空度。由於真空度的提高，有效降低了被處理物料的沸點。

3.高傳熱係數，高蒸發強度

物料沸點的降低，增大了與熱介質的溫度差；呈湍流狀態的液膜，降低了熱阻；同樣，抑制物料在壁面結焦、結垢，也提高了蒸發筒壁的分傳熱係數；高效旋轉薄膜蒸發器的總傳熱係數可高達8000KJ/h·㎡·℃，因此其蒸發強度很高。

4.低溫蒸發

由於蒸發筒體內能維持較高的真空度，被處理物料的沸點大大降低，因此特別適合熱敏性物料的低溫蒸發。

5.過流時間短

物料在蒸發器內的過流時間很短，約土10秒左右，不結焦，不結垢；對於常用的活動刮板而言，其刮動物料的端面有導流的溝槽(見圖5)，其斜角通常為45°，改變斜角的角度，可改變物料的過流時間，物料在刮板的刮動下，呈螺旋下降離開蒸發段。縮短過流時間，有效防止產品在蒸發過程中的分解、聚合或變質。

6.可利用低品位蒸汽

蒸汽是常用的熱介質，由於降低了物料的沸點，在保證相同Δt的條件下，就可降低加熱介質的溫度，利用低品位的蒸汽，有利於能量的綜合利用。特別適宜作為多效蒸發的末效蒸發器。

7.適應性強、操作方便

獨特的結構設計，使該產品可處理一些常規蒸發器不易處理的高粘度、含顆粒、熱敏性及易結晶的物料。

旋轉薄膜蒸發器操作彈性大，運行工況穩定，且維護工作量小，維修方便

外形尺寸與實際設備尺寸可能略有變動，供參考。以訂貨後由公司提供的圖紙為準；

1.夾套壓力：常規按0.4Mpa蒸汽設計，也可按用戶要求的另行設計，當採用導熱油時，也可另行設計；

2.蒸發內筒真空度：常規按-0.09Mpa(約-680mmHg)，也可按用戶要求達到-0.095Mpa(約-720mmHg)和-0.0986Mpa(約-750mmHg)；

3.主筒體(與物料接觸部份)及夾套材質：可根據用戶及實際需要，採用碳鋼、SUS304、316L、316Ti、.310S或鈦材、鎳材等。

刮膜蒸發器工作原理

物料從大直徑端連續不斷地進入臥式蒸發器，被刮膜片加速和分配並立即在加熱面上形成一個薄的流動膜。　圓錐型薄膜蒸發器，依賴於轉子施於物料一個離心力，這離心力有兩個有效力，一個垂直於加熱面，另一個朝大直徑端體的方向（注意：相同的結果同樣出現在 垂直圓錐型薄膜蒸發器里）依靠這些力產生物料加速，而且進入的物料保證加熱面充分潮濕，不依賴於蒸發比或進料速度。因此，局部物料過熱和熱降解被減少或完 全消除。
在此過程中，輕組份（低沸物）順流（和液膜同向）穿過臥式薄膜蒸發器進入汽液分離器，在此處經汽液分離所產生的液滴和泡沫被擊碎進入液相（高沸物）， 被分離後的汽體進入外置冷凝器或下道工序；重組份（高沸物）沿著加熱壁面爬升到小端出口排出。

編輯本段蒸發器與其他蒸發器比較

蒸發方式	反應釜	單效蒸發器	多效蒸發器	噴射泵	MVR蒸發器
能耗	能耗高，蒸發一噸水大約需要1.5噸蒸汽	能耗較高，蒸發一噸水理論上需要1噸蒸汽	比較節能，一般來說隨著效數的增加、能耗也相應地降低	在傳統多效蒸發器的基礎上再多一效，但需要高壓蒸汽帶動	目前最節能的蒸發器技術。蒸發每噸水需要15kw.h~100kw.h的電耗
占地面積	小	小	大	小	小
對產品質量影響	蒸發產品停留時間長，嚴重影響產品質量	停留時間短單溫度高，對產品質量影響較小	停留時間較長，溫度較高，對產品質量影響較小	停留時間短，對產品質量影響最小。	停留時間短，低溫差蒸發，對產品質量影響最小
能源方式	使用煤、柴油直接加熱；或者使用蒸汽加熱	使用蒸汽加熱，需要蒸汽管網，需要鍋爐	使用蒸汽加熱，需要蒸汽管網，需要鍋爐	需要高壓蒸髮帶動才能使用，需要鍋爐	使用電即可，不需要蒸汽管網，全自閉循環系統
自控程度	人工操作	半自控	半自控	半自控	全自控操作，不間斷蒸發
穩定性	差	較差	較差	較差	好