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三效蒸发,各效换热面积比例
三效蒸发是一种蒸发技术，用于处理大量溶液，以提取其中的盐分或有机物。
在三效蒸发中，溶液经过三次蒸发和冷凝，最终得到所需的盐或有机物。
为了达到最佳的蒸发效果，各效的换热面积比例需要经过精心设计。
首先，我们需要了解各效的作用。
在三效蒸发中，第一效主要用于蒸发大部分水分，第二效则用于进一步蒸发剩余的水分并回收热量，第三效则用于完全回收热量并确保系统的稳定运行。
根据三效蒸发的原理和各效的作用，我们可以得出各效换热面积的比例。
通常来说，第一效的换热面积应最大，因为它是主要的蒸发器，需要处理大量的溶液。
第二效的换热面积应小于第一效，但仍然较大，因为它需要接收第一效的浓缩溶液并进一步处理。
第三效的换热面积应最小，因为它主要用于回收热量和稳定系统。
具体比例取决于实际应用和设备规格。
一般来说，第一效与第二效的换热面积比例大约为1.5-2:1，而第二效与第三效的比例则约为1.2-1.5:1。
当然，这只是一个大致的比例范围，实际的比例还需要根据具体的应用场景和设备参数进行调整。
值得注意的是，换热面积的比例并不是固定的，它可以根据实际运行情况进行调整。
在实际操作中，我们可以通过观察蒸发效果、能耗和最终产品的质量等因素来不断优化各效的换热面积比例，以达到最佳的蒸发效果和经济效益。
进入蒸发器的料液温度有两种，一种为低于沸点温度进料，一种为高于或等于沸点温度进料。
低于沸点温度的料液在降膜式蒸发器中都要经过预热器将料液预热至沸点或沸点以上的温度方可进入蒸发器中进行蒸发；并且，在多效降膜式蒸发器中，加料方式也不尽相同，一般有并流加料法、逆流加料法及混流加料法，其中以并流加料方法最为常见。
采用什么样的加料方法及第几效出料是由物料特性决定的。
用于并流加料法末效出料有很多例子，如牛奶、果汁、茶浸提液、胶原蛋白、葡萄糖浆等。
混流与逆流加料法通常是在蒸发温度较高的蒸发器上出料，适合于料液随着蒸发温度降低，浓度增高而粘度变大的产品蒸发上，尤其适合含糖量较高的物料，如蜜汁用的蔗糖水溶液、味精生产中的谷氨酸二次母液、果糖、麦芽糖浆、葡萄糖浆等的浓缩生产。
而牛奶等热敏性物料不宜采用此加料方法。
本文仅以TNJM03-6200型三效降膜式蒸发器在木糖水溶液蒸发中的应用为例进行比较，为优化生产工艺提供依据。
1主要技术参数（1）物料介质：木糖水溶液（2）生产能力：6200kg/h （3）进料质量分数：12%（4）进料温度：66℃（5）出料质量分数：35%（6）料液比热按3.8874kj/kg ·℃计（7）使用蒸汽压力：0.75~0.8MPa （8）装机容量：45KW2不同加料方法的比较2.1不同加料和出料方法的工艺流程同一种物料条件下三种不同加料及出料方法的工艺流程如图1~图3所示。
收稿日期：2013-09-21作者简介：刘殿宇（1962-），男，高级工程师，主要从事乳品机械和轻化工机械的研究工作，138****2196，*****************。
多效降膜式蒸发器不同加料及出料方法的比较刘殿宇（华禹乳品机械制造有限公司，黑龙江安达151400）摘要：以TNJM03-6200型三效降膜式蒸发器在木糖生产中的应用为例，对多效降膜式蒸发器不同加料及出料方法进行了比较，为优化工艺提供依据。
关键词：多效降膜式蒸发器；加料方法；出料方法；比较doi ：10.3969/j.issn.1008-553X.2014.01.020中图分类号：TQ460.5 文献标识码：A 文章编号：1008-553X （2014）01-0058-05图1 TNJM03-6200型三效并流加料，三效出料·化工设备与自动化·安徽化工ANHUI CHEMICAL INDUSTRY 第40卷，第1期２０14年2月Ｖｏｌ．40，Ｎｏ．1Feb.201458图2 TNJM03-6200型三效混流加料，二效出料蒸汽压力(MPa)加热温度(℃)蒸发温度(℃)潜热(kj/kg)焓(kj/kg)分气缸蒸汽出0.7883169-2049.4542762.981效0.0894996812263.472665.1682效0.0502881662301.9262640.5063效0.0266666512339.1282615冷凝器0.01321651-2375.91225892.2不同加料方法的蒸气耗量比较2.2.1并流加料末效出料的热量计算（图1）蒸发器设计蒸发状态参数见表1。
关于多效降膜式蒸发器的工作原理及应用要点多效降膜式蒸发器是一种常用于低浓度溶液浓缩的设备，并且在化工、制药、食品加工等行业有广泛应用。
它的工作原理是基于多级蒸发的原理，通过利用供热的蒸汽对溶液进行加热，使其部分蒸发，使得浓缩液和蒸汽分离。
以下将详细介绍该设备的工作原理及应用要点。
工作原理：多效降膜式蒸发器是以提高蒸发效率为目标的一种设备。
其工作原理基于温差传导和传质传导的原理。
1.热能传导：通过蒸汽对溶液进行加热传递热能，使溶液局部升温。
2.温差传导：由于多效降膜式蒸发器通常有多个蒸发器单位组成，其中较高级的蒸发器单位的蒸发温度较低级的蒸发器单位低，形成了温差，使得溶液在相邻级之间通过导热底板传导，实现能量转移。
3.传质传导：由于溶液中的溶质浓度不均匀，较浓的溶液在温差传导的作用下向低浓度的溶液扩散，实现了传质传导。
应用要点：1.节能高效：通过多效的设计，多效降膜式蒸发器能够高效利用能量，并将蒸发过程分解成多个级别，从而提高蒸发效率，降低能耗。
2.产品质量好：多效降膜式蒸发器能够高效地蒸发溶液中的溶质，并避免了常规蒸发器中因溶质浓度梯度不均匀导致的结晶问题，从而得到更纯净的产品。
3.适应性强：多效降膜式蒸发器适应性广泛，可以用于各种浓度的溶液的蒸发浓缩，可根据不同工艺要求调整蒸发器的级数和底板结构。
4.操作稳定：多效降膜式蒸发器具有良好的自动调控性能，通过控制进料流速、蒸汽压力、温度等参数，可以稳定控制设备的操作，提高生产效率。
5.简化工艺流程：多效降膜式蒸发器能够将多级的浓缩过程集成在一个设备中，简化了工艺流程，减少了设备占地面积。
总之，多效降膜式蒸发器通过多级浓缩的方式，利用蒸汽的热能传导、温差传导和传质传导的原理，高效地蒸发浓缩溶液，适用于多种工业领域。
它具有节能高效、产品质量好、适应性强、操作稳定和工艺流程简化等优点，为生产过程提供了便利，具有重要的应用价值。
多效降膜式蒸发器的工作原理及相关要点发布时间:2009-11-24 21:17:16 文章来源:《中国制药装备》[关键词]:多效降膜式蒸发器【打印】范建兵（常熟市春来机械有限公司，江苏常熟 215556）摘要：从降膜式蒸发器的概述入手，阐述了多效降膜式蒸发器的结构，并对多效降膜式蒸发器的工作原理、流程及相关要点作了探讨。
关键词：降膜式蒸发器；多效；工作原理；流程；相关要点蒸发（或称浓缩）是指将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行蒸发浓缩的过程，主要是利用加热作用使溶液中一部分溶剂汽化而获得。
蒸发工艺在制药生产中应用较多，如中药生产方面是将提取液进行蒸发浓缩而得到浓缩液或流浸膏，又如在抗生素生产中蒸发操作用于发酵滤液、树脂洗脱液以及各种提取液的浓缩。
蒸发设备一般称为蒸发器，其构造与种类繁多，而且其发展历史久远。
从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。
设计时针对不同的物料用不同的蒸发器。
正确的应用不仅能提高产品的质量，又能节能降耗、降低生产成本、提高经济效益。
其中，降膜式蒸发器是现代蒸发技术中常见的单元操作，本文将对多效降膜式蒸发器的特点及相关要点作一探讨。
1 降膜式蒸发器概述1.1 降膜式蒸发器简介工作原理：物料由加热室顶部加入，经液体分布器分布后呈膜状向下流动。
在管内被加热汽化，被汽化的蒸汽与液体一起由加热管下端引出，经气液分离后即得到浓缩液。
在降膜式蒸发器的操作过程中，由于物料的停留时间很短（约5～10 s），而传热系数很高，因此其较广泛地应用于热敏性物料，也可以用于蒸发粘度较大的物料，但不适宜处理易结晶的溶液。
1.2 降膜式蒸发器与升膜式蒸发器比较降膜式蒸发器与升膜式蒸发器的性能比较如表1所示。
表1 降膜式蒸发器与升膜式蒸发器的性能比较总传热系数类型造价稀溶液高粘度溶液在管内的流速/（m/s）停留时间完成液浓度能否恒定降膜式廉良好高0.4～1短尚能升膜式廉高良好0.4～1短较难浓缩处理对溶液性质的适应性比量稀溶液高粘度易生泡沫易结垢热敏性有结晶析出高大较适好适不适良好不适高大适尚好好尚适良好不适2多效降膜式蒸发器的结构多效降膜式蒸发器由蒸发器、分离器、预热器、冷凝器、凝水罐、循环泵等部件组成，其结构如图1所示。
三效降膜蒸发器参数
三效降膜蒸发器参数是用来评估效果的重要参数。
一、位置系数
1、当量位置系数：为了衡量蒸发器的效率，我们通常用当量位置系数（定性系数）来衡量，它是由介质流量、温度差和传热面积之间的关系给出的，一般情况下，该参数越大，表示蒸发器越高效；
2、换热位置系数：换热位置系数表示介质换热效率，用于衡量多孔介质包覆蒸发器传热性能，记录蒸气温度落差，换热性能是蒸发器制造质量的一个重要指标，只有位置系数达到要求，才能保证蒸发器达到设计要求；
二、表面控制系数
1、分段系数：分段系数用于衡量多孔介质在表面控制上的效果，表示多孔介质与非反射表面之间的关系，分段系数越大，则更合理的利用多孔介质的特性，尤其是表面大气受热消散，改善蒸发器的热性能；
2、传热抗折系数：将蒸发器传热支架材料称为传热抗折系数（环境抗折系数），它可以用来衡量蒸发器的热承载能力，越大表示不受环境
影响的热传导损失越小；
三、内效率
1、内部蒸发效率：蒸发器内部蒸发效率是描述蒸发器效率的指标，反
映了蒸气在蒸发器内部蒸发而不会受到杂质和外界温度影响的能力，
是保证蒸发器正常运行的关键因素之一；
2、蒸汽凝结效率：凝结效率指标反映出蒸汽凝结时使用的条件，进而
得到凝结面积和凝结效率，凝结效率越高，则表示蒸汽凝结能力越强，凝汽效果也越好；
3、蒸发器温度差：蒸发器的温度差表示蒸汽的热负荷（热量/单位时间），温度差越大就表示热量输出率与当量热效率较高，但若温度差
过大，则会诱发蒸汽膜的过冷现象，影响使用寿命。
11吨四效降膜蒸发器方案技术文件目录一、公司简介二、盐的性质用途及蒸发时对应沸点三、工艺的确定及设备选型及材质选择依据四、物料及热量平衡计算五、四效结晶蒸发器技术参数及供货范围六、结晶蒸发器工艺说明七、蒸发器制作标准及规范八、质量及售后服务承诺书一、公司简介机械有限公司是隶属于市工业综合开发区的股份制高新技术企业，专业提供乳品、食品、饮料、果蔬汁（浆）、酿造、制药、生物工程、精细化工等领域的成套设备，及污水处理、海水谈化、制盐工业、番茄酱、果酱、淀粉等行业的浓缩结晶和干燥设备。
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多效降膜蒸发器的应用领域广泛，尤其在乳品工业中的应用也十分普遍。
牛乳是热敏性物料，蒸发器蒸发温度过高会破坏其有益元素，尤其是多效降膜式蒸发器，物料在设备中的停留时间相对较长，各效蒸发温度就更不宜过高。
蒸发器温度高出现的原因与下述因素有关：物料与热量计算不守恒；设备漏气严重；冷凝器换热面积小、冷却水量不足或冷却水温过高；冷凝器结垢严重；真空泵吸气量不足。
本文仅以RNJM03-5000型三效降膜式蒸发器在乳粉生产中的应用为例加以阐述。
1 、物料与热量计算不守恒物料与热量计算不守恒导致各效蒸发面积计算不正确，当直接采用一次蒸汽加热时，一效换热面积过大，二效三效换热面积过小，特别是二效换热面积过小时就会导致各效蒸发温度过高。
RNJM03-5000型三效降膜式蒸发器各效蒸发面积分别是125㎡、63㎡、62㎡，正常的蒸发温度分别是 70～72℃、57～65℃、45～55℃，非正常的蒸发温度分别是78～82℃、70～75℃、55～60℃。
蒸发温度过高选取最佳的稳定剂配方。
卫生指标的检测总菌数为3.86×10 个/mL；大肠菌群为0；致病菌未检出。
说明热量过剩，即热量计算不守恒，其后果是导致各效结焦严重，导致乳蛋白变性，因此，生产出的乳粉做冲调复原实验时，就会有大量白点上浮和黑点沉积。
乳粉生产的多效降膜式蒸发器更不能按等面积原则进行设计，否则结焦现象更严重。
2 、设备漏气严重为了降低料液的沸点温度从而提高蒸发速率，多效降膜式蒸发器都是在真空减压状态下工作的，蒸发温度高的另一个原因是设备漏气严重。
老式的蒸发器中，二次蒸汽管道两端与效体分离器的连接，下器体与效体的连接，分离器方接口与下器体方接口的连接均采用法兰式可拆卸连接，胶垫极易老化，漏气严重，真空度难以保持，查找漏点困难，因此各效蒸发温度不稳定且降膜管底端（下管板处）结焦、结垢严重。
近几年，大多数蒸发器上述几处已由原来的可拆卸式连接改为焊接式结构，在使用过程中真空度高，机器运转稳定，末效分离器真空度多在0.080～0.085MPa之间，其蒸发温度较低，结垢、结焦现象大大降低。
多效降膜式蒸发器各效压强的分配及注意事项刘殿宇(华禹乳品机械制造有限公司，黑龙江安达151400)摘要：多效降膜式蒸发器各效的压强不同．在设计计算时是先假定蒸汽通过各效的压强降相等，然后确定出各效壳程的蒸汽压力及二次蒸汽的温度。
以此为依据进行下一步的计算。
而实际应用过程中可能与计算有所差异，这是因为在操作条件一定时也即在一定的总蒸发水量，一定的加热压强和冷凝器中的压强下，各效的压强也系确定，系根据操作情况自动调节，不能任意指定。
这种假定还有一些影响因素没有考虑进去。
仅以R N JM03-8000型三效降膜式蒸发器在奶粉生产中的应用进行了阐述。
关键词：多效降膜式蒸发器；各效压强分配；影响因素；注意事项di s t r i but i on and t he m a t t e r s needi ng at t ent i onLI U D i a n—yu(H uaY u dai ry m a chi ner y m anuf act ur i ng C O．，LTD．，hei l ongj i ang a nda151400，Chi na)A bst r a ct：M ul t i-e f f ec t f al l i ng f i l m eva por at or i s di ff er ent，t he eff ect of t he pr e ssu r e i n t he de si gn and cal cul at i o n i s t o as s u m e t hat w he n t he s t e am pr essur e dr op t hr ough t he ea c h eff ect i s equal，t he n i dent if y t he s hel l s i de of t he eff ect of s t e am pr essur e and t he t e m pe r a t ur e of t he s ec onda r y s t eam．O n t hi s basi s f or f ur t her ca l cul at i ons．M ay and cal cul at i o n and pr act i cal appl i cat i on pr o—ces s，t hi s i s bec a us e t he oper at i ng condi t i ons w hen a cer t ai n m eans w i t hi n a cer t ai n t ot a l eva por a-t i on of w at er，t he pr essu r e of cer t ai n hea t i ng and pr essur e i n t he conde nser，a l so det er m i ne t he eff ect of t he pr e ssur e，aut om at i cal l y adj ust ac cor di ng t o ope r at i on condi t i on，c an no t arbi t r ari l y s peci f i ed．T h i s a ss um es t hat t her e ar e s om e f act or s no t t aken i nt o acc ount．T r i pl e eff ect onl y w i t h R N J M03-8000t ype f al l i ng f i l m eva por at or i n t he appl i cat i on f or t he m i l k pow der pr oduct i on．K ey w or ds：m ul t i-ef f ect f al l i ng f i l m evapor at or；,T he eff ect of pr e ssu r e di st r i bu t i on；I nf l uenci n gf act or s；M at t er s nee di ng at t ent i onO前言多效降膜式蒸发器各效的压强不同，在设计计算时是先假定蒸汽在通过各效的压强降相等，然后确定出各效壳程的蒸汽压力及二次蒸汽的温度。
