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刮板薄膜蒸發器

薄膜蒸發器

一、概述
　　薄膜蒸發器是通過旋轉刮膜器強制成膜，並高速流動，熱傳遞效率高，停留時間短（約10~50秒），可在真空條件下進行降膜蒸發的一種新型高效蒸發器。
　　它由一個或多個帶夾套加熱的圓筒體及筒內旋轉的刮膜器組成。刮膜器將進料連續地在加熱麵刮成厚薄均勻的液膜並向下移動；在此過程中，低沸點的組份被蒸發，而殘留物從蒸發器底部排出。

二、性能特點
·真空壓降小：
　　物料汽化氣體從加熱麵送到外置的冷凝器，存在一定的壓差。在一般的蒸發器中，這種壓力降（Δp）通常是比較高的，有時甚至高得難於接受。而刮板式薄膜蒸發器有較大的氣體穿越空間，蒸發器內壓力能看成與冷凝器中的壓力幾乎相等，因此，壓力降很小,真空度可達5mmHg。
·操作溫度低：
　　由於上述特性，這使得蒸發過程可以保持在較高真空度條件下進行。由於真空度的提高，與之相應的物料沸點迅速降低，因此，操作可以在較低溫度下進行，降低瞭產品的熱分解。
·受熱時間短：
　　由於刮板式薄膜蒸發器的獨特結構，刮膜器具有泵送作用，使得物料在蒸發器內的停留時間很短；另，在加熱的蒸發器上由於薄膜的高速湍流使得產品不會滯留在蒸發器表麵。因此，特別適用於熱敏性物料的蒸發。
·蒸發強度高：
　　物料沸點的降低，增大瞭同熱介質的溫度差；刮膜器的功能，減小瞭呈現湍流狀態的液膜厚度，降低瞭熱阻。同時，在這過程中抑制物料在加熱麵結壁、結垢，並伴有良好的熱交換，因此，提高瞭刮板式薄膜蒸發器的總傳熱系數。
·操作彈性大：
　　正是由於刮板式薄膜蒸發器獨有的性能，使其適宜於處理熱敏性和要求平穩蒸發的、高粘度的及隨濃度提高粘度急劇增加的物料，其蒸發過程也能平穩蒸發。
它還能成功地應用於含固顆粒、結晶、聚合、結垢等情況物料的蒸發和蒸餾。

三、應用領域
　　在熱交換工程中，刮板式薄膜蒸發器得到廣乏的應用。尤其對熱敏性物料（時間短暫）的熱交換，刮膜器有利於熱交換的進行，並通過不同的刮膜器設計，能進行復雜產品的蒸餾。
　　刮膜蒸發器已在下述領域用於蒸發濃縮、脫溶、汽提、反應、脫氣、除臭（氣）味等為目的，取得瞭良好效果：
中、西藥：抗生素，糖液，雷公滕、黃芪等中草藥，甲基咪唑、單腈胺等中間體；
輕工食品：果汁，肉汁，色素，香精，香料，酶制劑、乳酸、木糖、淀粉糖，山梨酸鉀；
油脂日化：卵磷酯，VE，魚肝油，油酸，甘油，脂肪酸，廢潤滑油，烷基多糖苷，醇醚硫酸鹽等；
合成樹脂：聚酰胺樹脂，環氧樹脂，多聚甲醛，PPS（癸二酸聚丙烯酯），PBT，甲酸丙烯酯；
合成纖維：PTA，DMT，炭素纖維，聚四氫呋喃，聚醚多元醇等；
石油化學：TDI，MDI，三甲基氫醌，三羥甲基丙烷，氫氧化鈉等；
農藥生物：乙草胺、丙草胺、毒死蜱、呋喃酚、廣滅靈、等除草劑，殺蟲劑、除莠劑，除蟎劑；
廢　　水：無機鹽廢水等；

四、工作原理
　　物料從加熱區的上方徑向進入蒸發器；經佈料器分佈到蒸發器加熱壁麵，然後，旋轉的刮膜器將物料連續均勻地加熱麵上刮成厚薄均勻的液膜，並以螺旋狀向下推進。在此過程中，旋轉的刮膜器保證連續和均勻的液膜產生高速湍流，並阻止液膜在加熱麵結焦、結垢，從而提高傳總系數。輕組份被蒸發形成蒸汽流上升，經汽液分離器到達和蒸發器直接相連的外置冷凝器；重組份從蒸發器底部的錐體排出。
　　一個獨特的佈料器不僅僅具有將物料均勻地潑向蒸發器內壁，防止物料濺到蒸發器內部噴入蒸汽流，還具有防止剛進入的物料在此處閃蒸，有利於泡沫的消除，物料隻能沿著加熱麵蒸發。
　　在刮膜蒸發器的上部配有一個依據物料特性設計的離心式分離器，將上升蒸汽流中的液滴分離出來並返回佈料器。

五、型號、規格

型號	有效加熱麵積 m²	蒸發器內徑 mm	蒸發器總高 mm	量重 KG
WFE—0.1	0.1	80	1610	100
WFE—0.2	0.2	100	1825	220
WFE—0.5	0.5	150	2550	420
WFE—1.0	1.0	210	3250	650
WFE—2.0	2.0	400	4320	1090
WFE—3.0	3.0	400	5100	1500
WFE—4.0	4.0	500	5850	1980
WFE—6.0	6.0	600	6500	3150
WFE—8.0	8.0	800	7230	3650
WFE—10	10	800	7210	4880
WFE—12	12	1200	8670	6500
WFE—15	15	1200	9250	9500
WFE—20	20	1400	10650	10850
WFE—24	24	1400	11250	12000

典型應用：

　　目前大約幾百傢單位，以：蒸餾、分離、濃縮、汽提、脫臭、脫氣、反應為目點，應用於農藥、中醫藥、輕工、日化、生物化工、精細化工、石油化工等領域。
下表為一些典型物料的應用：

行業	典型物料
石油化學	呋喃酚、嗎啉、乙草胺等除草劑、毒死蜱等殺蟲劑、除蟲菊系列；乳膠、苯乙烯丙烯乳膠、苯乙烯丁烯乳膠、橡膠乳膠、PVC乳膠、胺、喹啉衍生物、異氰酸鹽、異丁基酮等；丙烯腈、丙烯酸酯、雙酚A、己內酰胺、丁二醇、環氧氯丙烷、順丁烯二酸酐、苯乙烯、增塑劑、TDI、MDI、三甲基氫醌、三羥甲基丙烷、氫氧化鈉、氨化物、矽油等；聚酰胺樹脂、環氧樹脂、甲醛、PBT、PTA、DMT、PPS（癸二酸聚丙烯酯）、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、有機矽樹脂、聚丙烯、聚醚多元醇、甲酸丙烯酯、聚四氫呋喃等；
輕工日化	蛋白水解物、雞肉汁；DL-乳酸、L-乳酸、米糠油、小麥胚芽油、桂皮油、玫瑰油等；乳水、全脂奶、脫脂乳、煉乳；果汁和果漿、蘋果、杏；香精、香料、色素、酶制劑、山梨酸鉀、月桂二酸、丙二醇酯等；果糖、葡萄糖、蜂蜜、轉化糖、淀粉糖；脂肪和油、魚肝油、油酸、甘油、烷基多糖苷、醇醚硫酸鹽、脂肪酸衍生物、豆油、維生素E、單甘酯、二聚酸、卵磷酯等等；啤酒、酵母、咖啡、茶、豆奶、麥芽糖；
制藥行業	抗生素、生化酶、青黴素；植物浸出液、雷公騰、黃芪、藻酸鹽、莨菪、麻醉藥、蛇麻草、歐亞甘草、栗子、蛔蒿素；生物堿、激素類、血清、維生素（天然及合成VE）類；制藥溶液、醫藥中間體、單腈胺、咪唑、三唑啉；
環境保護	廢潤滑油回收、氯化銨廢水、工業廢水、溶劑回收；

下列流程為典型操作單元：
a) 刮膜蒸發器單級蒸餾單元：
預熱後的物料流入真空閃蒸罐，一些低沸物被蒸發、冷凝，經脫氣後的物料進刮膜蒸發器進行蒸餾或濃縮等操作（流程圖1）。
b) 刮膜蒸發器作為再沸器：
當處理熱敏性物料時，刮膜蒸發器作為精餾塔的再沸器（流程圖2）。

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