离心薄膜蒸发器概述及工作原理分析

    1．离心薄膜蒸发器概述

    离心薄膜蒸发器是一种新型高效传热设备。它具有设备体积小、蒸发强度高、物料蒸发温度低、受热时间短、浓缩倍数大、物料最终浓度高以及蒸发室可方便拆洗等特点。因而广泛应用于医药、食品、化工等行业，特别是浓缩热敏性物料、粘性物料，或有发泡趋向的物料。

    与常规的蒸发设备不同，离心薄膜蒸发器能成为一种新型的蒸发器，是因为它成功地综合了薄膜蒸发和离心分离二种工作原理。在离心薄膜蒸发器中，进料液膜受离心力的作用，其值为重力的一百倍以上，因而极大地提高了物料在加热面上的传送能力，使流速增高，传热系数高达4200-4650瓦/平方米，并具有可能取得较高的最终浓度、出料含固物达85%和适用于粘度较高的物料。（进料粘度可达20000cP）物料流速迅速增高，即在加热面上停留时间短，（一般稀料液仅1秒钟）使物料的有效成份破坏减少，能较好保持原有的色、香、味，适用于热敏性物料。离心力使蒸汽冷凝水不附着在加热壁面上，使加热蒸汽达到滴状冷凝，获得极高的给热系数，当蒸汽冷凝水从锥盘蒸汽进口被抛出时，可使加热蒸汽不处于过热状态。离心力还使物料的汽液相很好的分离，产品收得率高，对有发泡趋向的物料适应性好。此外离心力还便于在真空状态下排出浓缩物料及汽凝水。

    另一优点是物料在蒸发器所占体积很小，例如ZR—800型物料总体积在任何给定时间内仅1.5升，所以如果遇到事故而停机时，蒸发器内所损失的产品量仅为1.5升。

    2．技术参数：

    3．成套设备典型工艺流程：

    3.1ZR—50型离心薄膜蒸发器

ZR?50离心薄膜蒸发器工艺流程图

    如上图所示，料液由进料螺杆泵8输送至离心薄膜蒸发器2，其流量大小由变频调速器控制螺杆泵转速予以调节，料液在蒸发器内进行真空或常压浓缩，通过控制加热蒸汽温度（其值由温度调节器1给定）和进料量，达到预定的工艺浓缩要求，经浓缩的料液藉离心力的作用经由出料管通过出料螺杆泵7，将浓缩液送至后道工序。

    加热蒸汽经调节阀（ZMANP—16K—15）控制，可在绝对压力0.02-0.2Mpa内按需要调节，薄膜调节阀的动作系由WT—2型温度调节器1进行调节，因此只要转动温度调节器1上的旋钮，即可改变给定温度值，蒸发器的加热蒸汽温度即可稳定在改变后的给定值中。二次蒸汽经螺旋板式冷凝器（4）冷凝后的冷凝液由凝水泵（6）抽出。因而也可用于溶剂的回收。冷凝器（4）的出口除与凝水泵（6）相通外，还与真空泵（3）并联，用于排除气体及保持蒸发室之真空度，“蒸发室真空度可按需要在0-680mmHg间调整，因为真空泵（3）还与二次蒸汽管道上的真空调节器（5）并联，并有一个“1/2”球阀控制，当需要达到最大真空度时，可把“1/2”球阀关闭，当需减少真空度，应打开“1/2”球阀，并转动真空调节器(5)，使真空度调整到所需的数值。

    真空泵（3）系水喷射式，抽气嘴还与蒸汽室的冷凝水管道通过一个阀门相连，当蒸汽温度低于100℃时蒸汽冷凝水由真空泵（3）抽出。疏水器装有?1/2”旁路阀门，当疏水器动作不够灵敏时，可稍打开旁路阀门。

    3.2ZR400、ZR800、ZR1300型离心薄膜蒸发器

离心薄膜蒸发器工艺流程图

    需浓缩的料液经过管道过滤器（1）过滤后进入平衡槽（2），平衡槽内装有二个浮阀，上面一个通入料液并维持稳定的液位；下面一个浮阀是安全装置，一旦料液中断可自动让水进入，保证主机不致因断料而造成蒸干或结焦现象。

    进入蒸发主机的料液其流量可通过进料螺杆泵（3）予以调节，并通过流量计显示流量，进入主机离心薄膜蒸发器（5）进行真空浓缩。通过控制加热蒸汽温度或进料速度，可改变浓缩液的浓度以满足所需的工艺要求。经浓缩后的料液藉离心力的作用送入浓缩液储罐（9），再通过出料螺杆泵（10）输出。

    系统的真空由水力喷射泵（6）造成。经加压至0.4-0.6Mpa的上水由喷射泵顶部高速喷入造成真空，带走不凝性气体，同时将抽入器内的二次蒸汽迅速冷凝排入水槽（7）。

    4．主机工作原理：

    离心薄膜蒸发器的蒸发工作部件为六个锥形盘。它们固定于转鼓，随空心轴旋转，见工艺流程图（1）。锥形盘由上下二个不锈钢锥体焊接而成。二个锥体中间走蒸汽和汽凝水，下面一个锥体的腹面是料液的蒸发面。锥形盘上部二个锥体组焊在一起，锥形盘底部有一个环分别和二个锥体焊接。此环上开有20个轴向孔及40个径向孔，轴向孔用于浓缩液的流通，径向孔用来引入蒸汽和排出汽凝水。

    物料由蒸发器顶部进入，经分配管喷至蒸发面。分配管由总管和六个支管组成。支管顶端有一直径3毫米的喷嘴，料液按锥形盘旋转方向喷入，以避免液滴飞溅而影响收得率。料液喷至蒸发面后在离心力的作用下迅速分散，布满在整个加热面上形成一层厚度约0.1mm左右的液膜。料液由于获得不断增大的离心加速度从锥体内部到外边缘仅需约一秒钟。浓缩液通过锥形盘边缘的轴向孔向上流至储料槽，然后再由装置在槽内的出料管从蒸发器输出。

    加热蒸汽由蒸发器底部中心引入转鼓，再通过锥形盘边缘的径向孔进入盘内，汽凝水在离心力的作用下甩至上锥体的内壁，并沿壁向下流通过水蒸汽最初进入的孔而回流至汽凝水汇集槽，藉位于空心轴内的凝水排出管排出。

    离心薄膜蒸发器还设置清洗装置，每当操作结束后，可用水通过清洗水总管和各个角度的喷嘴冲洗蒸发室的各个部位，能获得满意的清洗效果。

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