降膜蒸发器的设计
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升降膜式蒸发器的前馈反馈控制系统的设计
升降膜式蒸发器的前馈反馈控制系统的设计升降膜式蒸发器是一种常用的热传递设备，广泛应用于化工、制药、食品等行业。
为了提高蒸发器的效率和稳定性，设计一个合理的前馈反馈控制系统是非常重要的。
一、升降膜式蒸发器的基本原理升降膜式蒸发器通过将液体送入设备中，利用加热源将液体加热并转化为气态，然后从设备顶部排出。
在这个过程中，液体在设备内形成了一层薄膜，并通过重力作用向下流动。
同时，气体通过设备底部进入，并与下降的液体接触进行传热和质量传递。
气体从设备顶部排出，并经过冷凝处理后得到所需产品。
二、前馈反馈控制系统的必要性升降膜式蒸发器的操作过程中可能会受到多种因素的影响，如进料流量、进料浓度、加热温度等。
这些因素对于设备的稳定运行和产品质量有着重要影响。
设计一个前馈反馈控制系统可以实时监测和调节这些因素，以保证蒸发器的稳定性和性能。
三、前馈反馈控制系统的设计要点1. 传感器选择：选择合适的传感器对蒸发器的关键参数进行监测，如进料流量、进料浓度、加热温度等。
常用的传感器包括流量计、浓度计和温度计等。
2. 控制算法选择：根据监测到的数据，设计合适的控制算法来实现对蒸发器的控制。
常用的控制算法有PID控制算法、模糊控制算法和模型预测控制算法等。
3. 控制信号输出：根据控制算法得出的结果，通过执行机构输出相应的控制信号。
执行机构可以是电动调节阀或变频调速装置等。
4. 反馈回路设计：为了提高系统的稳定性和鲁棒性，需要设计一个反馈回路来实时监测设备运行状态，并将反馈信息输入到控制系统中进行调节。
5. 控制系统参数整定：根据蒸发器的具体情况和要求，对控制系统参数进行整定，以达到最佳的控制效果。
参数整定包括比例系数、积分时间和微分时间等。
四、前馈反馈控制系统的工作流程1. 传感器实时监测蒸发器的关键参数，并将数据传输给控制系统。
2. 控制系统根据监测到的数据，通过控制算法计算出相应的控制信号。
3. 控制信号经过执行机构输出到蒸发器中，调节进料流量、进料浓度或加热温度等参数。
降膜蒸发器的设计.
齐齐哈尔大学蒸发水量为2000kg ℎ的真空降膜蒸发器题目蒸发水量为2000kg ℎ的真空降膜蒸发器学院机电工程学院专业班级过控133学生姓名戴蒙龙指导教师张宏斌成绩2016年 12月 20日目录摘要.............................................................. I II Absract............................................................ I V第1章蒸发器的概述 (1)1.1蒸发器的简介 (1)1.2蒸发器的分类 (1)1.3蒸发器的类型及特点、 (2)1.4蒸发器的维护 (5)第2章蒸发器的确定 (6)2.1 设计题目 (6)2.2 设计条件： (6)2.3 设计要求： (6)2.4 设计方案的确定 (6)第3章换热面积计算 (8)3.1. 进料量 (8)3.2. 加热面积初算 (8)3.2.1估算各效浓度: (8)3.2.2沸点的初算 (8)3.2.3计算两效蒸发水量W1，W2及加热蒸汽的消耗量D1 (9)3.3. 重算两效传热面积 (11)3.3.1. 第一次重算 (11)第4章蒸发器主要工艺尺寸的计算 (13)4.1加热室 (13)4.2分离室 (13)4.3其他工件尺寸 (14)第5章强度校核 (15)5.1 筒体 (15)5.2前端管箱 (16)参考文献 (19)致谢 (21)摘要蒸发就是采用加热的方法，使溶液中的发挥性溶剂在沸腾状态下部分气化并将其移除，从而提高溶液浓度的一种单元操作，蒸发操作是一个使溶液中的挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的过程。
蒸发设备称为蒸发器，蒸发操作的热源，一般为饱和蒸汽。
蒸发在操作广泛应于化学、轻工、食品、制药等工业中。
工业上被蒸发处理的溶液大多数为水溶液。
本次设计的装置为蒸发水量为2000kg ℎ降膜蒸发器，浓缩物质为牛奶。
降膜蒸发器除适用于热敏性溶液外，还可用于蒸发浓度较高的液体。
降膜蒸发器的设计
升膜蒸发器的优点包括传热系数高、操作稳定、适用于高粘度液体等。此外， 升膜蒸发器还具有分离效果好、浓缩比高、节能等优点。升膜蒸发器一般用于浓 缩液体，特别适用于高粘度、高浓度液体的浓缩。
综上所述，降膜和升膜蒸发器在结构、操作原理和适用范围上存在一定的差 异。在选择使用哪种设备时，需要根据具体工艺要求和物料特性进行综合考虑。
设计流程
1、设计原则
降膜蒸发器设计应遵循以下原则：
（1）传热效率高：应确保降膜蒸发器具有较高的传热系数，以提高热量的 利用率。
（2）物料适应性广：应选择合适的材料，以适应不同物料的化学性质和物 理性质。
（3）系统稳定性好：应保证系统的稳定运行，防止物料在蒸发过程中出现 结晶、结垢等现象。
（4）设备紧凑：应优化设备结构，减小设备体积，以减小占地面积。
参考内容
降膜和升膜蒸发器的区别
在工业制程中，蒸发是一个重要的工艺过程，而降膜和升膜蒸发器则是两种 常见的蒸发设备。它们在结构、操作原理和适用范围上存在一定的差异。
一、降膜蒸发器
降膜蒸发器是一种常见的蒸发设备，其结构主要由加热室和蒸发室组成。原 料液通过进料泵进入加热室，加热后的液体通过重力作用流到蒸发室。在蒸发室， 液体表面迅速蒸发，剩下的浓缩液从底部排出。降膜蒸发器的优点包括传热系数 高、操作稳定、适用于高粘度液体等。
2、设计参数
降膜蒸发器的主要设计参数包括： （1）加热面积：根据生产负荷和物料性质确定加热面积。
（2）操作压力：根据物料性质和工艺要求确定操作压力。
（3）加热介质：选择适当的加热介质，如蒸汽、导热油等，以满足传热要 求。
（4）进料温度：根据物料性质和工艺要求确定进料温度。 （5）操作温度：根据物料性质和工艺要求确定操作温度。
关于降膜蒸发器的布膜器的设计研究
48化工设计2023，33（2）CHEMICAL ENGINEERING DESIGN关于降膜蒸发器的布膜器的设计研究亓建伟* 刘群世 秦 静 叶 亮 李碧仙 王 莉 中国成达工程有限公司 成都 610041摘要 降膜蒸发器的大型化和应用日益广泛，本文对其关键部件-布膜器进行深入研究，通过对布膜器的结构参数和工艺参数的分析，使降膜蒸发器更好地服务于用户。
关键词 降膜蒸发器 布膜器 蒸发在石油化工装置中，为了提高传热效率，采用降膜蒸发器是一个解决办法。
降膜蒸发器具有物料停留时间短、阻力降低、传热效率高、蒸汽利用率高、结垢少等优点，广泛用于化工、轻工、食品、制药等行业中。
1 降膜流动及降膜蒸发的原理1.1 降膜流动原理降膜流动是一种两相流。
管内液体在重力、离心力及剪切力的作用下，沿着管内壁下滑。
液体薄膜沿着某种形式的固体壁面流动，同时液体薄膜由于受热蒸发变成蒸汽，此蒸汽即为二次蒸汽，在加热管内形成气液两相流动。
薄层流体在重力作用下沿倾斜或垂直壁面运动，在开始的一段距离内，运动是加速的，速度分布沿流动方向发展，和管流时一样，也可称这一段为进口段。
经历这一段后，速度分布恒定，沿流动方向的流动特性不再变化。
降膜流动是有自由面的运动，了解这种流体运动的主要困难在于，膜流动的许多特性又都和自由面有关，不能预先准确地确定自由面的位置，而由于自由面的存在，液膜内流动状态的基本类型可以概括为层流、波动层流、湍流及波动湍流等。
1.2 降膜蒸发原理降膜蒸发器内的热传递过程可以简化为如图1的一个局部模型，图中阴影区域为降膜蒸发器内换热管壁的剖面示意图。
热流体和冷流体分别流经换热管内外两侧壁面，并通过换热管壁实现热量的传递。
图1 换热管局部传热过程示意图在换热管的外壁表面通蒸汽，而在换热管的内壁表面，进入降膜蒸发器的液体经过液体分布器的均匀分布，以厚度均匀的膜状形式沿着内壁表面流下。
蒸汽与温度相对较低的换热管外壁在其界面处发生热传递，部分热量从热的蒸汽传递给壁面。
MVR蒸发器工艺设计介绍
江苏赛格尔环保工程有限公司专业从事MVR蒸发器、罗茨、离心蒸气压缩机等核心成套设备的研发、设计、制造。
集聚了在节能环保蒸发器领域的专家和科技人才，组成了MVR高效节能蒸发器及蒸汽压缩机的设计和制造精英团队，致力于成为一流的蒸发浓缩结晶的工艺设计者，设备制造者，运行管理服务提供者，节能技术领跑者。
公司致力于高浓度高盐废水处理及资源化利用，立志成为该领域的先锋。
公司开发的MVR蒸发器具有应用领域宽广、高效节能、全自动无人值守和组态实时监控等特点，可广泛应用在环保、制糖、制药、化工、食品、等节能减排和环境保护领域，为企业和城市环境提供了真正实现“零排放”的全套技术解决方案。
※公司愿景永恒节能，永恒环保。
※公司理念责任：对社会负责、对企业负责、对客户负责、对员工负责。
创新：持续不断地进行技术创新、经营创新、管理创新。
精神：认真负责、追求卓越。
※公司目标打造卓越品质，成就行业品牌。
三、MVR工艺介绍1、MVR原理MVR是蒸汽机械再压缩技术，（mechanical vapor recompression ）的简称。
MVR 蒸发器是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。
MVR其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。
除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽从蒸发器出来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。
这样原来要废弃的蒸汽就得到充分的利用，回收潜热，提高热效率，生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。
为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便，可使用离心式压缩机、罗茨式压缩机。
这些机器在1：1.2到1：2压缩比范围内其体积流量较高。
蒸发设备紧凑占地面积小所需空间也小。
又可省去冷却系统。
对于需要扩建蒸发设备而供汽，，场地不够的现有工厂供水能力不足，特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合，可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。
完整竖管降膜蒸发器的设计计算表
度 体积流
速
需输入相
符号
单位
ρv
Kg/m3
Ve
m/s
液泛速度(HTFS法)
计算过程
数值
名称
符号
数值
计算结果
0.973 2.11
单根管液体体积 Froude准数
V1 Fr
0.0137 36.63
液泛速度 Vg（m/s）
2.11
Bond准数
Bo 114.81
液体粘度校正系 数F
F
0.9517
准数
Kg 0.4231
需输入相 计算结果
名称 进料量 进料浓度
出料浓度
生蒸汽冷凝热 二次蒸汽蒸发潜
热损热系数
需输入参数
符号
单位
F0
Kg/h
C0
%
C1
%
R
KJ/Kg
r
KJ/Kg
η
%
第一步：热量平衡和物料平衡
计算过程
数值
名称
单位
4100 溶质含量 Kg/h
1% 进料含水量 Kg/h
40% 浓缩后含水量 Kg/h
2290 2307.8 3.00%
1.10E+06 543.80 1.27E+08
分段数计算
n
--
名称 总面积 总管长 总管数
第六步：总面计算
单位
符号
m2
A
L
m
N
跟
名称 摩察系数
需输入参数
符号
单位
f
--
编号 1 2 3
项目 总温差 热流率 压降
单位 ℃
KW/m2 Kpa
2 重力转换系数 gc Kg•m/(Kg•h2) 1.27E+08
速
需输入相
符号
单位
ρv
Kg/m3
Ve
m/s
液泛速度(HTFS法)
计算过程
数值
名称
符号
数值
计算结果
0.973 2.11
单根管液体体积 Froude准数
V1 Fr
0.0137 36.63
液泛速度 Vg（m/s）
2.11
Bond准数
Bo 114.81
液体粘度校正系 数F
F
0.9517
准数
Kg 0.4231
需输入相 计算结果
名称 进料量 进料浓度
出料浓度
生蒸汽冷凝热 二次蒸汽蒸发潜
热损热系数
需输入参数
符号
单位
F0
Kg/h
C0
%
C1
%
R
KJ/Kg
r
KJ/Kg
η
%
第一步：热量平衡和物料平衡
计算过程
数值
名称
单位
4100 溶质含量 Kg/h
1% 进料含水量 Kg/h
40% 浓缩后含水量 Kg/h
2290 2307.8 3.00%
1.10E+06 543.80 1.27E+08
分段数计算
n
--
名称 总面积 总管长 总管数
第六步：总面计算
单位
符号
m2
A
L
m
N
跟
名称 摩察系数
需输入参数
符号
单位
f
--
编号 1 2 3
项目 总温差 热流率 压降
单位 ℃
KW/m2 Kpa
2 重力转换系数 gc Kg•m/(Kg•h2) 1.27E+08
大型降膜蒸发器液体分布器的设计_朱玉峰
105
第 23卷第 1 期
朱玉峰等 : 大型降膜蒸发器液体 分布器的设计 料液密度 , kg /m 3; 表面张力 , N /m。 5. 2 ( 1) 最小液位高度 能使盘式分布 器稳定 操作 的分布 盘上 最小 的液位 高度 称为 最小液位高度 , 用 hm in 表示。 当分布盘上的液位高度 h 低 于 hm in 时 , 分 布盘上的 液体流 动不稳 定 , 分布盘 的加工 误差 和安装误差对液体分布 效果影响显著加大 , 此时分布 器的分 布效果急剧下降。 为此 , 实 际操 作时分 布盘 上的 液位应 控制 在最小液位高度之上。 为使盘式分布器和降膜蒸发 器均能稳定正 常地工作 , 必 须保证分布盘上的 液位 高于最 小液 位高 度 hm in 且液体 的喷 淋量不得小于最小降流 强度 qm in , 两者缺一不可。 在小流量操 作时 有可能出现当分布盘上液位高于 hm in 时而降流强度 q小 于 qm in 的情况 , 这时蒸发器实际上已不能 正常操作 , 应特别引 起注意。
பைடு நூலகம்
104
机械与设计
的喷头 , 它的作用是实现料液的初始 分布。分布盘 底部的筛 板上按一定规律开 有筛 孔 , 料液 流经筛 孔实 现多点 布料 , 达 到均匀分布的目的 [ 8~ 9] 。为了使料液 分布更加均 匀 , 可采用 一组分布 盘。但 是 , 过多 的 分布 盘会 使 设备 的高 度 相应 增 大 , 一般三盘分布 器足 以满足 分布 要求。大 流量操 作时 , 可 采用一盘或两盘分布 器。 图 1 为笔者设计开发的一种盘式分布 器。它由分散盘和 挡圈组成的初始分布装置 [ 10] 及 3个多孔筛板分布盘组成。操 作时 , 料液从进料管进入分散盘后从分散盘的齿缝溢流 , 经分 散盘与挡圈间的环 隙落到上分 布盘上完 成初始分布 , 再分别 流经上、 中、 下三层分布 盘上的筛板 落到管板 的板桥上 , 溢流 入降液管 , 在其内壁呈膜状流下, 达到均匀布膜的目的。 图 2 导流管结构
乳品降膜式蒸发器的设计要点
乳品降膜式蒸发器的设计要点一、物料预热一般乳品蒸发器的进料温度为5℃，这样物料进入蒸发器之前就需要预热到一效蒸发器的沸点以上，以便牛奶已进入一效便开始蒸发，蒸发器的加热面积全部用于蒸发，提高了蒸发效率（一效沸点在68℃-72℃之间）。
乳品降膜蒸发器常常采用盘管式预热，盘管式预热器装在蒸发器壳体内，此种设计预热简单，结构紧凑，成本低，但是进料量大时按理论计算需增大管径，此时制造困难，而且在蒸发器内传热效果不好，末级预热温度达不到设计温度，而且相差很大，因此生产能力不稳定。
采用盘管式预热器时，物料进入一效和二效时，物料管线必须先向下流，由蒸发器的下部进入盘管物料预热器后从上部流出。
这样保证物料在特殊情况下无法流出（例如：停电或物料泵发生故障时），预热盘管内仍充满液体，保证不焦管，预热蛇管内不堵管。
因为一效和二效的温度比较高，所以进入一效和二效的预热盘管中如此布置是很有必要的。
实践证明大于10T/h的蒸发量时盘管式预热器已经不适用。
当蒸发量大于10T/h，一般采用外置式预热器，此种预热器安装在蒸发器的壳体外，形式有列管式、盘管式和板式等。
一般乳品中多用列管式预热器，因为板式预热器的清洗效果不好。
外置列管式预热器的蒸汽一般从蒸发器的上部壳体引入，加热蒸汽在预热器中变成冷凝水的同时放出不凝性气体，不凝性气体一般随冷凝水从预热器的下部进入效体壳层中由真空泵抽走，也可在预热器上单独设置不凝性气体管单独排出。
注意冷凝水的排出管中要设置U型弯，以形成良好的水封，确保进汽和排水的顺利进行。
物料在预热过程中没有相变，热量可按Q=C*m*△t计算，C：牛乳比热容：3.95kJ/（kg. ℃）；m：牛乳的质量流量：kg/s；△t：牛乳的升温：出料温度-进料温度。
按照热量衡算Q=C*m*△t=A*K*△T，式中：A：预热器的加热面积，m2；K：传热系数；△T:对数温差。
可根据此式计算出预热器的换热面积。
（一、二、三、四、冷凝器、杀菌器中的传热系数怎么计算或查找？）在盘管式预热器的设计中，物料速度一般按 1.2-1.3m/s，牛乳密度按：1.028-1.038g/cm3计算，先根据流量计算出管径的大小，根据计算出的面积，管子的中径，可计算出盘管的长度，在设计盘管的直径和圈数，一般盘管式预热管置于效体的膨胀段，预热盘管的成型直径比效体的膨胀段直径小160～200mm。
降膜蒸发器工艺设计
Pav,4 T Δ4 ″ T T4＇ cw4 r4
Kpa ℃ ℃ ℃ ℃
kJ/(kg•K)
120.09 104.80 2.30 1.00 134.56 4.22 2197.00 112.00 查附录
温度差损失
Δ´´´
四效中溶液的沸点 四效冷凝水比热
kJ/kg
常压下五效浓缩液沸点
tB
℃
142.80 42.80
kJ/(kg•K)
结果 10000.00 10.00 136.00 3.77 1110.00 1175.00 1213.00 1280.00 1375.00 1530.00 2000.00 50.00 已知 已知 已知 设定值 查表 查表 设定值
备 注
序号
kg/m3 kg/m3 kg/m
3
kg/m3 kg/m kg/m
（5） 一效传热面积 二效传热面积
传热面积 A1 A2 A
㎡ ㎡ ㎡ W/(㎡•K) W/(㎡•K)
kg/(m2·h)
#REF! (2697.48) #REF! 1170.00 700.00 #REF!
②
一效总传热系数 二效总传热系数 蒸发强度
K1 K2 u
效数 序号
加热蒸汽温度Ti ℃
二次蒸汽 溶液 ＇ 沸点ti 温度Ti ℃ ℃ 135.6 94.2 125.8 53.5
占总量比例 17.8 占总量比例 16.4 占总量比例 15.8 占总量比例 13.2 占总量比例 11.8
一效浓度 二效水分蒸发量 二效浓度 三效水分蒸发量 三效浓度 四效水分蒸发量 四效浓度 五效水分蒸发量 五效浓度
（3）
按各效等压降原则 加热蒸汽的压力 加热蒸汽温度 Ps T1 kPa ℃ 500.00 151.87 已知 查表
四效降膜蒸发器设计参数及操作规程
1. 规格、参数、性能蒸发器规格、型号1.1.1 蒸发器名称、型号：RHJM-6000四效降膜蒸发器1.1.2 蒸发水量规格：6000kg/h蒸发器工艺参数1.2.1 总物料流量：10000 kg/hr1.2.2 总蒸发速率：6000 kg/hr1.2.3 物料流程：四效→一效→二效→三效→出料1.2.4 蒸汽流程：一效→二效→三效→四效→冷凝器1.2.5 各效传热面积：一效（140m2）二效（100m2）三效（140m2）四效（100m2）蒸发器性能1.3.1 物料：糖浆1.3.2 物料进口：进四效数量：10000kg/hr温度：50-60℃浓度：30-32%（DS）1.3.3 物料出口：从三效出料数量：4000kg/hr温度：65-70℃浓度：75-80%（DS）蒸汽消耗量：1800kg/h （）冷却水从35℃至43℃ 150m3/h电能（安装功率） 29kw电流 380/220v, 50赫兹，3相设备的布置四效蒸发器、冷凝器温度一效二效三效四效加热温度℃ 90 76 60蒸汽温度℃91 77 61 432. 工艺说明为了更好地理解请利用工艺流程图为了得到正确的结果，你应该了解现场安装，每条工艺线。
如果出现故障或紧急情况，必须非常熟悉和组件的物理位置和管道的工程布置。
物料将要浓缩的物料输送到进料罐，通过进料泵将物料经过流量计打到四效上端管板上的分布器以保证进入每一根加热管的液量相同。
液膜在管子顶部向下流动过程中加速，由于重力及液体形成的蒸汽作用下流速增加，蒸发器从外部加热、水蒸汽及部分浓缩的物料离开蒸发器，大部分液体存储在下部的料仓并由此离开，少量液体及水蒸汽通过连接管道运到分离器蒸汽与液体在此分离，留存在顶部的水蒸汽进入冷凝器冷凝。
从第四效蒸发器出来的物料通过四效出料泵送到一效管板上的分布器，液膜在向管子底部流动过程中加速，由于重力及液体形成的蒸汽作用下流速增加，蒸发器从外部加热、水蒸汽及部分浓缩的物料离开蒸发器，大部分液体存储在下部的料仓并由此离开，少量液体及水蒸汽通过连接管道输送到分离器，蒸汽与液体在此分离，留存在顶部的水蒸汽进入二效加热室或者通过热泵再次进入一效加热室，从第一效蒸发器出来的物料通过一效物料转移泵输送到二效管板上的分布器。
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4.1 加热室 ............................................................................................................................. 17 4.2 分离室 ............................................................................................................................. 17 4.3 其他工件尺寸............................................................................................................... 19 第 5 章 强度校核 ..................................................................................................................... 20 5.1 筒体 ................................................................................................................................ 20 5.2 前端管箱 ........................................................................................................................ 21 参考文献 ..................................................................................................................................... 24 致谢 .............................................................................................................................................. 27
齐齐哈尔大学
蒸发水量为 2000 的真 空降膜蒸发器
题 目 蒸发水量为 2000 的真空降膜蒸发器
学院
机电工程学院
专业班级
过控 133
学生姓名
戴蒙龙
指导教师
张宏斌
成绩
2016 年 12 月 20 日
目录
摘 要..........................................................................................................................................III Absract.......................................................................................................................................... IV 第 1 章 蒸发器的概述 ...............................................................................................................1
Key words: Evaporation;Heat transfer;Highly active;Widely used
第 1 章 蒸发器的概述
1.1 蒸发器的简介
蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件，低温的冷凝“液”体通过蒸发 器，与外界的空气进行热交换，“气”化吸热，达到制冷的效果。蒸发器主要由 加热室和蒸发室两部分组成。加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸 腾汽化；蒸发室使气液两相完全分离。加热室中产生的蒸气带有大量液沫，到了 较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。 蒸发器按操作压力分常压、加压和减压 3 种。按溶液在蒸发器中的运动状况分有： ①循环型。沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面，如中央循环管式、悬筐式、 外热式、列文式和强制循环式等。②单程型。沸腾溶液在加热室中一次通过加热 表面，不作循环流动，即行排出浓缩液，如升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心 薄膜式等。③直接接触型。加热介质与溶液直接接触传热，如浸没燃烧式蒸发器。 蒸发装置在操作过程中，要消耗大量加热蒸汽，为节省加热蒸汽，可采用多效蒸 发装置和蒸汽再压缩蒸发器。蒸发就是用加热的方法，将含有不挥发性溶质的溶 液加热至沸腾状况，使部分溶剂汽化并被移除，从而提高溶剂中溶质浓度的单元 操作。工业生产中应用蒸发操作有以下几种场合：1．浓缩稀溶液直接制取产品 或将浓溶液再处理（如冷却结晶）制取固体产品，例如电解烧碱液的浓缩，食糖 水溶液的浓缩及各种果汁的浓缩等 2．同时浓缩溶液和回收溶剂，例如有机磷农 药苯溶液的浓缩脱苯，中药生产中酒精浸出液的蒸发等 3．为了获得纯净的蒸发就是采用加热的方法，使溶液中的发挥性溶剂在沸腾状态下部分气化并 将其移除，从而提高溶液浓度的一种单元操作，蒸发操作是一个使溶液中的挥发 性溶剂与不挥发性溶质分离的过程。蒸发设备称为蒸发器，蒸发操作的热源，一 般为饱和蒸汽。蒸发在操作广泛应于化学、轻工、食品、制药等工业中。工业上 被蒸发处理的溶液大多数为水溶液。本次设计的装置为蒸发水量为 2000 降膜 蒸发器，浓缩物质为牛奶。降膜蒸发器除适用于热敏性溶液外，还可用于蒸发浓 度较高的液体。
关键词： 蒸发；换热；高效；使用广泛
Absract
Evaporation is by heating method, the solution of solvent play in boiling state of partially gasified and removed, thereby improving a unit operation concentration, evaporation is a volatile solvent solution and volatile solute separation. Evaporation equipment called evaporator, evaporative operation of the heat source, generally saturated steam. Evaporation is widely used in chemical, light industry, food and pharmaceutical industries. Most of the industrial evaporation solutions are aqueous solutions. The design of the device for evaporation of water is 2000kg / h evaporator, condensed matter for milk. Falling film evaporator is suitable for heat sensitive solution, but also can be used for high concentration liquid evaporation.
3.2.3 计算两效蒸发水量 ， 及加热蒸汽的消耗量 ......................... 13 3.3.重算两效传热面积 ...................................................................................................... 15
3.2.1 估算各效浓度: ..................................................................................................... 11 3.2.2 沸点的初算........................................................................................................... 12
3.3.1.第一次重算........................................................................................................... 15 第 4 章 蒸发器主要工艺尺寸的计算............................................................................... 17
1.1 蒸发器的简介..................................................................................................................1 1.2 蒸发器的分类..................................................................................................................2 1.3 蒸发器的类型及特点、................................................................................................3 1.4 蒸发器的维护..................................................................................................................7 第 2 章蒸发器的确定..................................................................................................................9 2.1 设计题目..........................................................................................................................9 2.2 设计条件： .....................................................................................................................9 2.3 设计要求： .....................................................................................................................9 2.4 设计方案的确定 ......................................................................................................... 10 第 3 章 换热面积计算 ............................................................................................................ 11 3.1.进料量............................................................................................................................. 11 3.2.加热面积初算 ............................................................................................................... 11
齐齐哈尔大学
蒸发水量为 2000 的真 空降膜蒸发器
题 目 蒸发水量为 2000 的真空降膜蒸发器
学院
机电工程学院
专业班级
过控 133
学生姓名
戴蒙龙
指导教师
张宏斌
成绩
2016 年 12 月 20 日
目录
摘 要..........................................................................................................................................III Absract.......................................................................................................................................... IV 第 1 章 蒸发器的概述 ...............................................................................................................1
Key words: Evaporation;Heat transfer;Highly active;Widely used
第 1 章 蒸发器的概述
1.1 蒸发器的简介
蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件，低温的冷凝“液”体通过蒸发 器，与外界的空气进行热交换，“气”化吸热，达到制冷的效果。蒸发器主要由 加热室和蒸发室两部分组成。加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸 腾汽化；蒸发室使气液两相完全分离。加热室中产生的蒸气带有大量液沫，到了 较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。 蒸发器按操作压力分常压、加压和减压 3 种。按溶液在蒸发器中的运动状况分有： ①循环型。沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面，如中央循环管式、悬筐式、 外热式、列文式和强制循环式等。②单程型。沸腾溶液在加热室中一次通过加热 表面，不作循环流动，即行排出浓缩液，如升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心 薄膜式等。③直接接触型。加热介质与溶液直接接触传热，如浸没燃烧式蒸发器。 蒸发装置在操作过程中，要消耗大量加热蒸汽，为节省加热蒸汽，可采用多效蒸 发装置和蒸汽再压缩蒸发器。蒸发就是用加热的方法，将含有不挥发性溶质的溶 液加热至沸腾状况，使部分溶剂汽化并被移除，从而提高溶剂中溶质浓度的单元 操作。工业生产中应用蒸发操作有以下几种场合：1．浓缩稀溶液直接制取产品 或将浓溶液再处理（如冷却结晶）制取固体产品，例如电解烧碱液的浓缩，食糖 水溶液的浓缩及各种果汁的浓缩等 2．同时浓缩溶液和回收溶剂，例如有机磷农 药苯溶液的浓缩脱苯，中药生产中酒精浸出液的蒸发等 3．为了获得纯净的蒸发就是采用加热的方法，使溶液中的发挥性溶剂在沸腾状态下部分气化并 将其移除，从而提高溶液浓度的一种单元操作，蒸发操作是一个使溶液中的挥发 性溶剂与不挥发性溶质分离的过程。蒸发设备称为蒸发器，蒸发操作的热源，一 般为饱和蒸汽。蒸发在操作广泛应于化学、轻工、食品、制药等工业中。工业上 被蒸发处理的溶液大多数为水溶液。本次设计的装置为蒸发水量为 2000 降膜 蒸发器，浓缩物质为牛奶。降膜蒸发器除适用于热敏性溶液外，还可用于蒸发浓 度较高的液体。
关键词： 蒸发；换热；高效；使用广泛
Absract
Evaporation is by heating method, the solution of solvent play in boiling state of partially gasified and removed, thereby improving a unit operation concentration, evaporation is a volatile solvent solution and volatile solute separation. Evaporation equipment called evaporator, evaporative operation of the heat source, generally saturated steam. Evaporation is widely used in chemical, light industry, food and pharmaceutical industries. Most of the industrial evaporation solutions are aqueous solutions. The design of the device for evaporation of water is 2000kg / h evaporator, condensed matter for milk. Falling film evaporator is suitable for heat sensitive solution, but also can be used for high concentration liquid evaporation.
3.2.3 计算两效蒸发水量 ， 及加热蒸汽的消耗量 ......................... 13 3.3.重算两效传热面积 ...................................................................................................... 15
3.2.1 估算各效浓度: ..................................................................................................... 11 3.2.2 沸点的初算........................................................................................................... 12
3.3.1.第一次重算........................................................................................................... 15 第 4 章 蒸发器主要工艺尺寸的计算............................................................................... 17
1.1 蒸发器的简介..................................................................................................................1 1.2 蒸发器的分类..................................................................................................................2 1.3 蒸发器的类型及特点、................................................................................................3 1.4 蒸发器的维护..................................................................................................................7 第 2 章蒸发器的确定..................................................................................................................9 2.1 设计题目..........................................................................................................................9 2.2 设计条件： .....................................................................................................................9 2.3 设计要求： .....................................................................................................................9 2.4 设计方案的确定 ......................................................................................................... 10 第 3 章 换热面积计算 ............................................................................................................ 11 3.1.进料量............................................................................................................................. 11 3.2.加热面积初算 ............................................................................................................... 11