蒸发器的特点
常用的间壁传热式蒸发器，按溶液在蒸发器中停留的情况，大致可分为循环型和单程型两大类。
一、循环性蒸发器
这一类型的蒸发器，溶液都在蒸发器中作循环流动。由于引起循环的原因不同，又可分为自然循环和强制循环两类。
1.中央循环管式蒸发器这种蒸发器又称作标准式蒸发器。它的加热室由垂直管束组成，中间有一根直径很大的中央循环管，其余管径较小的加热管称为沸腾管。由于中央循环管较大，其单位体积溶液占有的传热面，比沸腾管内单位溶液所占有的要小，即中央循环管和其它加热管内溶液受热程度不同，从而沸腾管内的汽液混合物的密度要比中央循环管中溶液的密度小，加之上升蒸汽的向上的抽吸作用，会使蒸发器中的溶液形成由中央循环管下降、由沸腾管上升的循环流动。这种循环，主要是由溶液的密度差引起，故称为自然循环。这种作用有利于蒸发器内的传热效果的提高。
为了使溶液有良好的循环，中央循环管的截面积一般为其它加热管总截面积的40～100%。加热管高度一般为1～2m。加热管直径在25～75mm之间。这种蒸发器由于结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等优点，应用十分广泛。但是由于结构上的限制，循环速度不大。加上溶液在加热室中不断循环，使其浓度始终接近完成液的浓度，因而溶液的沸点高，有效温度差就
除湿机蒸发器又称冷却器，它是制冷循环中直接制冷的器件，一般装在室内机组中。 蒸发器的种类很多，很大一部分蒸发器主要用来冷却空气，即表面冷却式蒸发器；还有少部分是用来冷却水的蒸发器，即冷水机组。 1.冷却空气的蒸发器（表面冷却式蒸发器） 1）表面冷却式蒸发器的工作原理。表面冷却式蒸发器的工作过程是一个汽化吸热过程。制冷剂经节流过程后，成为气液混合体，但其中液体占大部分。降压后的制冷剂液体在蒸发器中流动时，激烈的进行吸热汽化，称为沸腾，这一步才是获得制冷效应的热力过程，是制冷系统的最终目的，这一过程在蒸发器内进行，此后制冷剂变为气态再经过压缩进入空气冷凝过程。 蒸发器吸收的热量来自于两部分：一是冷却空气所放出的显热；二是空气中水蒸气冷凝时放出的潜热。换句话说，空调器的制冷量一部分用于降低被冷却空气的温度，另一部分用于空气中水蒸气的冷凝（除湿）。2）表面冷却式蒸发器的结构。表面冷却式蒸发器的结构与空气冷凝器一样，只是外观造型不一样，它也是用风机鼓动空气强迫对流式的蒸发器。 2.冷水机组蒸发器 3.冷水机组过去是大。中型的机组，一般用于中央空调中，以水作为介质，把冷源送往各个房间。目前 已发展至制冷量为23250W左右的小型制冷装置，甚至更小的冷水机组，作为一种称为模块式的冷水机组。这种机组体积小，搬运灵活，安装场地小，可以几台并列安装，组合使用，较适宜于户式中央空调器。 冷水机组的制冷剂都是水，用于空调中以冷却水为介质的蒸发器，最常用的有以下两种类型。1）干式壳管式蒸发器 干式壳管式蒸发器的实物外形及其结构。一个细长的筒体两端有圆板，用焊接形式与筒体结合，并有一定的密闭性。管板上有许多管孔，将蒸发管插入管孔，并露出管板外，用管密封或焊接密封。管板外再盖以端盖，端盖与管板接触面有垫片充填密封，并用螺旋紧固。端盖上有分隔肋，把端盖内腔分为几个部分，一般是一分为四，这样就分成四个流程。筒体上的两端各焊接一段钢管，管口装有法兰，一遍与水管连接，铜管内装有十多块者流板，一只端盖上有进出口接管，进口小，出口大，并装有法兰，一遍与系统连接。这就是干式壳管式蒸发器的结构。
蒸发器工艺尺寸计算? 加热管的选择和管数的初步估计 1加热管的选择和管数的初步估计 蒸发器的加热管通常选用38*2.5mm无缝钢管。 加热管的长度一般为0.6—2m，但也有选用2m以上的管子。管子长度的选择应根据溶液结垢后的难以程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑，易结垢和易起泡沫溶液的蒸发易选用短管。根据我们的设计任务和溶液性质，我们选用以下的管子。 可根据经验我们选取：L=2M，38*2.5mm 可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’， =124（根） 式中S=----蒸发器的传热面积，m2，由前面的工艺计算决定（优化后的面积）； d0----加热管外径，m；????? L---加热管长度，m；? 因加热管固定在管板上，考虑管板厚度所占据的传热面积，则计算n’时的管长应用（L—0.1）m. 2循环管的选择 ???? 循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则考虑的。我们选用的中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%--100%。加热管的总截面积可按n’计算。循环管内径以D1表示，则 所以mm 对于加热面积较小的蒸发器，应去较大的百分数。选取管子的直径为：循环管管长与加热管管长相同为2m。 按上式计算出的D1后应从管规格表中选取的管径相近的标准管，只要n和n’相差不大。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等，循环管的表面积不计入传热面积中。 3加热室直径及加热管数目的确定 ?? 加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 ?? 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。 管心距t为相邻两管中心线之间的距离，t一般为加热管外径的1.25—1.5倍，目前在换热器设计中，管心距的数据已经标准化，只要确定管子规格，相应的管心距则是定值。我们选用的设计管心距是：???? 确定加热室内径和加热管数的具体做法是：先计算管束中心线上管数nc，管子安正三角形排列时，nc=1.1* ；其中n为总加热管数。初步估计加热室Di=t(nc-1)+2b’,式中b’=(1—1.5)d0.然后由容器公称直径系列，试选一个内径作
蒸发的基本原理 前言 使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发，所采用的设备称为蒸发器。蒸发操作广泛应用于化工、石油化工、制药、制糖、造纸、深冷、海水淡化及原子能等工业中。 蒸发操作中的热源厂采用新鲜的饱和水蒸汽，又称生蒸汽。从溶液中蒸出的蒸汽称为二次蒸汽，以区别于生蒸汽。在操作中一般用冷凝方法将二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝热的操作称为单效蒸发。若将二次蒸汽引到下一效蒸发器作为加热蒸汽，以利用其冷凝热，这种串联蒸发操作称为多效蒸发。 蒸发操作可以在加压、常压或减压下进行，工业上的蒸发操作经常在减压下进行，这种操作称为真空蒸发。真空蒸发的特点在于：1. 减压下溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源。2. 溶液的沸点随所处的压强减小而降低，故对相同压强的加热蒸汽而言，当溶液处于减压时可以提高传热总温度差;但与此同时，溶液的粘度加大，使总传热系数下降。3. 真空蒸发系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费用和操作费用提高。 一般情况下，经浓缩后的液体为产品，二次蒸汽冷凝液则被排除；蒸发过程的实质是传热壁面一侧的蒸汽冷凝与另一侧的溶液沸腾间的传热过程，溶剂的汽化速率由传热速率控制，故蒸发属于热量传递过程，但又有别于一般传热过程，因为蒸发过程具有以下特点： 1）传热性质传热壁面一侧为加热蒸汽进行冷凝，另一侧为溶液进行沸腾，故属于避免两侧流体均有相变的恒温传热过程。 2）溶液性质有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢和生泡沫、高温下易分解和聚合；溶液的粘度在蒸发过程中逐渐增大，腐蚀性逐渐增强。 3）溶液沸点的改变含有不挥发溶质的溶液，其蒸汽压较同温度下溶剂（即纯水）的为低，换言之，在相同压强下，溶液的沸点高于纯水的沸点，故当加热蒸汽一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发水的温度差。溶液浓度越高这种现象越显著。 4）泡沫夹带二次蒸汽中常夹带大量液沫，冷凝前必须设法除去，否则不但损
干式和满液式蒸发器的区别
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干式和满液式蒸发器的优缺点 满液式壳管蒸发器在管内走水，制冷剂在管簇外面蒸发,所以传热面基本上都与液体制冷剂接触。一般壳体内充注的制冷剂量约为筒体有效容积的５5%~65%，制冷剂液体吸热气化后经筒体顶部的液体分离器,回入压缩机。 其优点是结构紧凑，操作管理方便，传热系数较高。其缺点是: ①制冷系统蒸发温度低于0℃时,管内水易冻结，破坏蒸发管； ②制冷剂充灌量大; ③受制冷剂液柱高度影响,筒体底部的蒸发温度偏高,会减小传热温差； ④蒸发器筒体下部会积油,必须有可靠的回油措施,否则影响系统的安全运行。 干式壳管式即非满液式蒸发器的制冷剂在管内流动,水在管簇外流动。制冷剂流动通常有几个流程，由于制冷剂液体的逐渐气化,通常越向上，其流程管数越多。为了增加水侧换热,在筒体传热管的外侧设有若干个折流板,使水多次横掠管簇流动。 其优点是： ①润滑油随制冷剂进入压缩机,一般不存在积油问题 ②充灌的制冷剂少,一般只有满液式的1／３左右; ③t0在0℃附近时，水不会冻结。 但使用这种蒸发器必须注意： ①制冷剂有多个流程,在端盖转弯处如处理不好会产生积液，从而使
进入下一个流程的液体分配不均匀,影响传热效果; ②水侧存在泄漏问题，由于折流板外缘与壳体间一般有１~3mm间隙,与传热管之间有2ｍｍ左右的间隙，因而会引起水的泄漏。实践证明,水的泄漏会引起水侧换热系数降低20%~３０%,总的传热系数降低５%~15%。 一种螺旋式油分离器在满液式螺杆冷水机组中的应用研究 -李进杨 回油的原因 由于润滑油沸点远高于制冷剂的，所以润滑油随制冷剂进入蒸发器后不会同制冷剂一起蒸发,此时若不采取适当措施，润滑油势必在蒸发器中越积越多，一方面在换热器的壁面上形成一层油膜,这样就大大降低了传热效果和制冷效率；另一方面压缩机缺油,这对机组的安全高效运行极为不利。因此,需要有合适的技术措施和控制程序处理润滑油，否则不能保证满液式蒸发器传热性能,机组的安全运行也会成问题。 油分离器 当螺杆式压缩机排出的高压气体和油的混合物进入油分离器时，由于油分离器容积大,气体的流速突降，加上气体的流动方向改变,依靠惯性作用使油分离沉降下来，大量的油聚集在分离器底部。这种分离被称为一级分离。为了进一步提高分离精度,一般要进行二级分离。一级分离后，利用特制的充填物,将细小的雾状油滴通过捕集作用,使油滴聚集变大,在流经填充物时被进一步分离出来。有的高效型
第五章蒸发 §5-1 概述 一、蒸发过程及其特点 蒸发：是指将含有非挥发性物质的稀溶液加热沸腾使部分溶剂汽化并使溶液得到浓缩的过程。 蒸发的主要目的：①浓缩溶液；②制取或回收纯溶剂。 蒸发的特点：P186 二、蒸发过程的分类P187 （一）按加热方式：直接加热、间接加热 （二）按操作压强：常压蒸发、真空蒸发、加压蒸发 （三）按蒸发器的效数：单效蒸发、多效蒸发 （四）按操作方式：间歇蒸发、连续蒸发
一、单效蒸发流程 单效蒸发流程见P188图5-1。流程主要包括蒸发器和冷凝器。 蒸发器从下向上主要包括：加热室（可看成是间壁式换热器、要有足够的传热面积和较高的传热系数）、蒸发室（又称分离室，应有足够的分离空间和横截面积，以保证沸腾的气液两相充分分离）、除沫器（位于蒸发室顶部，用于除去二次蒸汽中夹带的液滴、雾沫）。 二次蒸汽进入冷凝器后，一般用冷却水冷凝，冷凝下来的水由冷凝器下部经水封排出，而不凝气则由冷凝器顶部排出。 二、单效蒸发过程的计算：略 三、蒸发器的生产能力和生产强度：略
多效蒸发的目的主要是通过二次蒸汽的再利用，以达到节约能耗的目的。 一、多效蒸发的操作流程 并流加料的三效蒸发流程见P194图5-4。 按加热蒸汽的流向，一效蒸发器蒸出的二次蒸汽作为二效蒸发器的加热蒸汽，而二效蒸发器蒸出的二次蒸汽作为三效（即末效）的加热蒸汽，三效蒸发器蒸出的二次蒸汽则进入冷凝器，用冷却水直接冷凝后由水封排出。 由图可以看出，料液的流向与蒸汽的流向是相同的，故称为并流加料流程。 操作要点： ①要保证各效过程沸腾，各效的加热蒸汽温度si t 应高于各效加热管内溶液的沸点 温度i t ，即满足c s s s t t t t t t >>>>>32211，其中c t 表示冷凝器内压强为c p 时的饱和温度。 ②各效分离室的操作压强i p 也必须依次降低，以保证料液沸点逐效降低，即 c p p p p >>>321。 蒸发过程按溶液与加热蒸汽流向的不同，可以有以下四种操作流程： 并流加料流程：P194-195 逆流加料流程：P195 分流加料（或平流加料）流程：P195 错流加料流程：P195 二、多效蒸发的最佳效数 在工业生产中，采用多效蒸发可以节约能源，减少热源蒸汽（即生蒸汽）的消耗量，提高原料的利用率。通过比较可知，当蒸发过程的生产能力一定时，采用多效蒸发消耗的生蒸汽的量要远小于单效蒸发。但这并不意味着蒸发过程效数越多就越好，由于各种损失的影响，已使一些经济指标下降。 P196表5-2列出了五效蒸发器各效的min )(W D 的经验值（D 为生蒸汽用量、 W 为二次蒸汽量，即为蒸发器的水分蒸发量）。数据显示，随效数的增加，所节省的生蒸汽耗量越来越少，而设备费则越来越多，所以应权衡多方面因素选择最
MVR蒸发器工艺操作规程 第一部分原理 MVF蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，MVR为单体蒸发器，集 多效降膜蒸发器于一身，根据所需产品浓度不同采取分段式蒸发，即产品在第一次经过效体后不能达到所需浓度时，产品在离开效体后通过效体下部的真空泵将产品通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体以达到所需浓度。 效体内部为排列的细管，管内部为产品，外部为蒸汽，在产品由上而下的流动过程中由于管内面积增大而是产品呈膜状流动，以增加受热面积，通过真空泵在效体内形成负压，降低产品中水的沸点，从而达到浓缩，产品蒸发温度为60C 左右。 产品经效体加热蒸发后产生的冷凝水、部分蒸汽和给效体加热后残余的蒸汽一起通过分离器进行分离，冷凝水由分离器下部流出用于预热进入效体的产品，蒸汽通过风扇增压器进行增压（蒸汽压力越大温度越高），而后经增压的蒸汽通过管路汇合一次蒸汽再次通过效体。 设备启动时需一部分蒸汽进行预热，正常运转后所需蒸汽会大幅度减少，在风扇增压器对二次蒸汽加压的过程中由电能转化为蒸汽的热能，所以设备运转过程中所需蒸汽减少，而所需电量大幅增加。 产品在效体流动的整个过程中温度始终在60 r左右，加热蒸汽与产品之间的温度差也保持在5—8°C左右，产品与加热介质之间的温度差越小越有利于保护产品质量、有效防止糊管。 产品的浓缩度在50流右时仅MVF蒸发器就能完成 第二部分工艺流程说明 1、物料走向 ①进料：上游工艺产生的硫酸钠原液送至本系统原料缓冲罐T01中, 由进料泵P01打入蒸发系统。5t/h 25 C 5%的硫酸钠溶液从原料缓冲罐T01出来，由进料泵P01打入板式换热器，硫酸钠溶液在蒸馏水板换 HE01和鲜蒸汽板换HE02内分别与系统产生的3.5t/h 102C的蒸馏水和200kg/h 120C的鲜蒸汽进行换热，温度达到
MVR蒸发器工艺介绍[最新] MVR蒸发结晶器 一、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。 2、MVR工艺流程 系统由单效或双效蒸发器、分离器、压缩机、真空泵、循环泵、操作平台、电器仪表控制柜及阀门、管路等系统组成，结构简单，操作维护方便。
3、MVR技术特点 ※MVR节能蒸发器仅需要极少量生蒸汽，极大地降低企业运行成本，减少 环境污染。没有废热蒸汽排放，节能效果十分显著。 ※由于采用压缩机提供热源，和传统蒸发器相比，温差小得多，能够达到温和蒸发，极大地提高产品质量、降低结垢。 ※无需冷凝器，结构与流程非常简单，全自动操作，可连续运行，安全可靠。 ※设备内配CIP清洗管路，可实现就地清洗，整套设备操作方便，无死角。没有废热蒸汽排放，节能效果十分显著 ※该蒸发器是物料在低温、且不产生泡沫的状态下进行蒸发，料液均匀，不跑料，不易结焦。 ※采用低温负压蒸发(32-85?)，有利于防止被蒸发物料的高温变性。 ※凡单效及多效蒸发器适用的物料，均适合采用MVR蒸发器，在技术上具有完全可替代性，并具有更优良的环保与节能特性。 二、MVR经济和社会效益
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。 2、MVR工艺流程 系统由单效或双效蒸发器、分离器、压缩机、真空泵、循环泵、操作平台、电器仪表控制柜及阀门、管路等系统组成，结构简单，操作维护方便。 3、MVR技术特点 ※MVR节能蒸发器仅需要极少量生蒸汽，极大地降低企业运行成本，减
蒸发器主要由加热室及分离室组成。按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，可将工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。 一、循环型(非膜式)蒸发器 这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动，以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。由于引起循环运动的原因不同，可分为自然循环和强制循环两种类型。前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同，产生了密度差而引起的循环运动；后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。 (一)中央循环管式(或标准式)蒸发器 中央循环管式蒸发器，加热室由垂直管束组成，管束中央有一根直径较粗的管子。细管内单位体积溶液受热面大于粗管的，即前者受热好，溶液汽化得多，因此细管内汽液混合物的密度比粗管内的小，这种密度差促使溶液作沿粗管下降而沿细管上升的连续规则的自然循环运动。粗管称为降液管或中央循环管，细管称为沸腾管或加热管。为了促使溶液有良好的循环，中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40％一100％。管束高度为1—2m；加热管直径在25～75mm之间、长径之比为20～40。 中央循环管蒸发器是从水平加热室、蛇管加热室等蒸发器发展而来的，相对于这些老式蒸发器而言，中央循环管蒸发器具有溶液循环好、传热效率高等优点；同时由于结构紧凑、制造方便、操作可靠，故应用十分广泛，有“标准蒸发器”之称。但实际上由于结构的限制，循环速度一般在～／s以下；且由于溶液的不断循环，使加·热管内的溶液始终接近完成液的浓度，故有溶液粘度大、沸点高等缺点；此外，这种蒸发器的加热室不易清洗。 中央循环管式蒸发器适用于处理结垢不严重、腐蚀性较小的溶液。 (二)悬筐式蒸发器
蒸发器工艺尺寸计算 加热管的选择和管数的初步估计 1加热管的选择和管数的初步估计 蒸发器的加热管通常选用38*2.5mm无缝钢管。 加热管的长度一般为0.6—2m，但也有选用2m以上的管子。管子长度的选择应根据溶液结垢后的难以程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑，易结垢和易起泡沫溶液的蒸发易选用短管。根据我们的设计任务和溶液性质，我们选用以下的管子。 可根据经验我们选取：L=2M，38*2.5mm 可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’， =124（根） 式中S=----蒸发器的传热面积，m2，由前面的工艺计算决定（优化后的面积）； d0----加热管外径，m；L---加热管长度，m；因加热管固定在管板上，考虑管板厚度所占据的传热面积，则计算n’时的管长应用（L—0.1）m. 2循环管的选择 循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则考虑的。我们选用的中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%--100%。加热管的总截面积可按n’计算。循环管内径以D1表示，则 所以mm 对于加热面积较小的蒸发器，应去较大的百分数。选取管子的直径为：循环管管长与加热管管长相同为2m。 按上式计算出的D1后应从管规格表中选取的管径相近的标准管，只要n和n’相差不大。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等，循环管的表面积不计入传热面积中。 3加热室直径及加热管数目的确定 加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。
满液式蒸发器和干式蒸发器的区别与特点 满液式和干式蒸发器的区别简述 在螺杆式冷水机组中，蒸发器的型式主要是满液式蒸发器和干式蒸发器两种。 满液式蒸发器中，液体制冷剂经过节流装置进人蒸发器，蒸发器内的液位保持一定。蒸发器内的传热管浸没在制冷剂液体中。吸热蒸发后的气液混合物中仍含有大量液体，故从蒸发器内逸出的湿蒸气经气液分离后再回人压缩机。 干式蒸发器则由热力膨胀阀或电子膨胀阀直接控制液体制冷剂进人蒸发器的管程，制冷剂液体在管内完全转变为气体，而被冷却的介质则在传热管外的管程中流动。 二者的比较： 1、换热性方面 满液式蒸发器的蒸发管表面为液体润湿，表面传热系数大。 干式蒸发器的蒸发管表面为部分液体润湿，表面传热系数低。 满液式蒸发器管程走水，壳程为相变状态的液态制冷剂，换热形式为液体与液体换热，属大空间蒸发换热，传热温度差仅为2℃。满液式蒸发器内，冷水流动于管内，可达紊流状态，传热系数较高，对壳侧内冷媒而言，处于沸腾状态，热传效率大为提升。满液式蒸发器可免除过热度限制，使换热管完全润浸于液态冷媒，充分利用了有效的蒸发面积，蒸发温度可提高2~3℃，机组效率获得提升。 而干式蒸发器管程内走制冷剂，壳程走水，换热形式为液体与气液混合物换热，属管内蒸发换热，传热温度差达5℃，传热效率较低。干式蒸发器受限于感温式热力膨胀阀的控制条件，蒸发器出口需维持5~8℃过热度，造成换热管总面积15~20%为干蒸（过热）区，此区内冷媒的换热量非常小而且流动阻力大，抑制了蒸发温度的提升。 满液式蒸发器比干式蒸发器和板式换热器传热效率更高，提高了能效比（COP值），即能量输入与能量输出之比。满液式冷水机组能效比一般能达到国家一、二级，而普通干式冷水机组能效比一船只能达到四、五级。 因此，满液式冷水机组能效比较采用干式蒸发器的干式冷水机组运行费用节省15～25%左右。 2、回油性能 对于润滑油与制冷剂互溶情况下，满液式蒸发器的回油较难，而回油状况好坏直接影响机组的工作工况和工况油移。干式蒸发器的回油稳定、方便。
蒸发器温度控制系统集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
1 设计任务 液氨蒸发器采用出口产品温度为主被控变量，加热蒸汽流量为副被控变量。主、副对象的传递函数分别为： 011()(201)(301)G s s s =++， 0.1021()0.21s G s e s -=+ 主、副扰动通道的传递函数分别为： 11 ()0.21f G s s =+， 2()1f G s = 试分别采用单回路控制和串级控制设计温度控制系统。 设计要求如下： （1）分别进行控制方案设计，给出相应的闭环系统原理图； （2）对设计的控制系统进行仿真，整定控制器参数； （3）给出系统的跟踪性能和抗干扰性能仿真，包括一次扰动和二次扰动； （4）对不同控制方案对系统的影响做对比分析。 2 整体方案设计 2.1 单回路控制变量的选择 对于被控量和操作量选择的原则，其中，被控量选择的原则是能直接反映生产过程中产品产量和质量，选择的结果直接影响生产，因此此设计的被控量是温度。操纵量是克服扰动影响、使系统重新恢复平稳运行的积极因素，应该遵循快速有效的克服干扰的原则去选择操纵量，因此此设计的操纵量是加热蒸汽流量。
2.2 串级控制系统的选择 串级控制系统选择主变量时要遵循以下原则：在条件许可的情况下，首先应尽量选择能直接反应控制目的的参数为主变量；其次要选择与控制目的有某种单值对应关系的间接单数作为主变量；所选的主变量必须有足够的变化灵敏度。故在本系统中选择出口产品温度作为主变量。副回路的设计质量是保证发挥串级系统优点的关键。副变量的选择应遵循以下原则：应使主要干扰和更多的干扰落入副回路；应使主、副对象的时间常数匹配；应考虑工艺上的合理性、可能性和经济型。故选择本系统中的加热蒸汽流量为副变量。又因为外环是主回路，内环是副回路，所以温度调控是主回路。 2.3 控制器的选择 PID控制器的参数整定是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。在串级控制系统中，由于对副回路没有太大的要求，所以只需要有比例环节即可（即P为常数，I=0）。而对于要求较高的主回路，由于主变量一般不得有偏差，所以主回路一般由比例微分控制（P,I均为常数）。 3 系统仿真与参数整定 3.1 单回路系统的仿真与参数整定 针对设计要求，单回路前向通道中含有主、副控制器及扰动，而调节器一般位于扰动的前面，所以PID调节器在最前面。设计中副被控变量为加热蒸汽流量，所以其作为反馈作用于输入端
几种蒸发器的结构及工作原理蒸发器主要由加热室及分离室组成。按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，可将工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。 一、循环型(非膜式)蒸发器 这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动，以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。由于引起循环运动的原因不同，可分为自然循环和强制循环两种类型。前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同，产生了密度差而引起的循环运动；后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。 (一)中央循环管式(或标准式)蒸发器 中央循环管式蒸发器，加热室由垂直管束组成，管束中央有一根直径较粗的管子。细管内单位体积溶液受热面大于粗管的，即前者受热好，溶液汽化得多，因此细管内汽液混合物的密度比粗管内的小，这种密度差促使溶液作沿粗管下降而沿细管上升的连续规则的自然 循环运动。粗管称为降液管或中央循环管，细管称为沸腾管或加热管。为了促使溶液有良好的循环，中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40％一100％。管束高度为1—2m；加热管直径在25～75mm之间、长径之比为20～40。
中央循环管蒸发器是从水平加热室、蛇管加热室等蒸发器发展而来的，相对于这些老式蒸发器而言，中央循环管蒸发器具有溶液循环好、传热效率高等优点；同时由于结构紧凑、制造方便、操作可靠，故应用十分广泛，有“标准蒸发器”之称。但实际上由于结构的限制，循环速度一般在0.4～0.5m／s以下；且由于溶液的不断循环，使加·热管内的溶液始终接近完成液的浓度，故有溶液粘度大、沸点高等缺点；此外，这种蒸发器的加热室不易清洗。 中央循环管式蒸发器适用于处理结垢不严重、腐蚀性较小的溶液。
做客专家：南京金日制药装备有限公司高级工程师陈晓东 本期议题：双效浓缩器具有节能优势 浓缩工段对于制药企业来说是能耗的重头。在很多企业，其能耗要占到企业蒸气总消耗的60%以上。目前，有不少制药企业在浓缩工段仍使用单效浓缩器， 这是很不经济的。据估算，双效浓缩器比单效浓缩器节省蒸气消耗45%以上，节 约冷却用水47%以上，而且也可减少对环境的污染。 ■单效浓缩设备能耗大探因 单效外循环浓缩器装置主要是由加热器、蒸发器、冷凝器、冷却器和受液罐组成。需要浓缩的料液通过加热器的管程受蒸气加热达到沸点温度，经上升管由切线方向进入蒸发室迅速蒸发。其中未经汽化、比重较大的液滴受离心力的作用而被甩到器壁上，从而在重力的作用下，下落到蒸发器下部，由于蒸发器与加热器是通过下降管互相连接的装置，故未能蒸发的液体又通过下降管回到加热器中再被加热，如此循环加热蒸发，使得溶液中的溶媒不断汽化被带出，使溶液中的溶质浓度不断升高，最终达到所需要的浓度。而已经汽化的溶媒蒸气则从蒸发器上口通过捕沫器进入冷凝器被冷凝成液体再进入下方的接收器中，根据需要可以回收利用。 这里的能源消耗主要是两个方面：一是在加热器内用于加热稀溶液使溶液中溶媒蒸发所消耗的生蒸气；另一个就是使已经汽化的溶媒蒸气再冷凝成溶媒液体时，在冷凝器中所需要的冷却水。前者需要供给热量，而后者需要带走热量。被加热的溶液所产生的溶媒蒸气含有大量的热能，在这里不但没有得到利用，相反还要消耗大量的冷却水来冷却它。产量越大，即蒸发量越大，供给的热量越多，所需的蒸气就越多，而同时所消耗的冷却水也越多。这就是单效浓缩器能耗大的原因所在。 ■双效浓缩器节能原因探究 如果能将溶媒蒸气继续利用，将其作为热源，用来加热或蒸发溶液，不就可以节约一部分蒸气消耗了吗？将这部分溶液里蒸发出来的溶媒蒸气导入另一个加热器来用作热源，以继续加热所需加热的溶液，即增加一套加热器和蒸发器装置，这就是双效浓缩器。 一般来说，在蒸发装置中，为了降低溶液的蒸发温度，通常在一定的真空状态下进行。这不仅可以保持物料中的热敏性物质不被破坏，还可以增大传热温度
招专业人才上一览英才 全铜空调蒸发器性能特点 一、抑菌和杀菌性： 铜除了具有极好的导电性、传热性、耐腐蚀性和装饰性外，还具有保健、抑菌、治病的功能。 我国古代早就知道用铜治疗各种疾病。如用铜币和黄连等治疗火眼、用铜绿和核桃等治疗早期肝癌等等。现代人在游泳池、牲畜的饲料中加入硫酸铜防止细菌繁殖。国外宾馆、医院的门把手都为铜制，防止细菌接触传播。国内外的许多专家都在开展铜杀菌性能的深入研究。研究表明，铜对大肠杆菌、螺旋菌、军团菌、葡萄球菌、脊髓灰质病毒等有抑制繁殖和杀死的作用。 空调蒸发器处由于冷凝水的积存，极其容易滋生细菌。要解决空调细菌问题，靠过滤网杀菌是很困难的。因为这种方法无法避免细菌的繁殖，而是将繁殖的细菌先经送风传送到房间内，然后再经过过滤网杀菌。也就是说“先造菌、送菌，然后再杀菌”。如果空调器采用全铜蒸发器制作，细菌就失去了生存空间，因而从根本上解决了细菌问题。 二、耐腐蚀性： 空调蒸发器与大气和冷凝水接触，同时加工翻边时产生拉应力，因此蒸发器主要存在大气、水和应力等三方面造成的腐蚀。 （一）化学腐蚀：是指与大气中的氧和其他气体的腐蚀。 铜和金、银等贵金属同属化学元素周期表的IB族。该族元素的共同特点是化学稳定性好。铜在常温大气环境中的抗氧化性能很好，具有强的耐腐蚀性。铜会缓慢地与空气中的氧形成氧化亚铜（暗色）或氧化铜（黑色）。由于氧化铜的组织致密，与基体结合紧密，防止基体的继续氧化。大气中会同时含有水蒸汽、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等气体，会与铜缓慢的发生化学反应，形成一层极薄的碱式碳酸铜和碱式硫酸铜的结合体，通常称为铜绿。这层物质组织也很致密地与铜基体紧密结合，是防止基体金属继续腐蚀的保护膜。这就是为什么铜在大气中长期不被腐蚀损坏的原因。 铝的比重轻，约为铜的三分之一，而传热性能亦较好，仅次于银和铜，为铜的60%左右。因此铝也是一种较好的传热材料。铝是一种化学活性很活泼的金属，即使在常温下亦会很快地与大气中的氧发生化学反应，产生氧化铝薄膜。好在这层薄膜起到一定的保护作用，阻止铝的快速氧化。但是，这层氧化铝薄膜很薄，仅0.1μm左右，又是非晶态，而且组织疏松多孔，使大气中的氧不断透过氧化膜继续氧化铝基体。特别是存在卤素离子和碱离子的情况，会快速腐蚀铝的基体。 为使铝具有较长的使用寿命，一般铝材都要经过表面处理。建筑部门使用的铝材，都经过阳极阳化处理（高成本的电化学处理），使铝表面产生较厚的约5－20μm或更厚的氧化膜（如经硬质阳极阳化处理，可产生60－250μm厚的氧化膜，其硬度可与工具钢比美）；同时还要经过封闭处理，使氧化膜更加致密，防止氧继续氧化基体。为了节约成本，有时在铝的表
蒸发器E1201系统控制方案—2012年“西门子杯”全国大学生工业自动化挑战赛 大赛主题：绿色与安全 沈阳建筑大学广思源队 2012年7月8日
方案设计依据、范围及相关标准 1.设计依据 （1）2012年西门子杯全国大学生自动化挑战赛设计开发型竞赛组分赛区考题及其初赛评分细则。（2）新一代高级多功能过程控制实训系统（SMPT-1000）说明。 （3）SIMATIC PCS7使用手册及产品目录。 2.设计范围 本设计包括基础过程控制系统（BPCS）方案设计、安全相关系统（SRS）方案设计、自控设备的选型以及仪表电源供给方案设计。 3.设计遵循的标准和规范 （1）HG/T 20636-1998 《自控专业设计管理规定》 （2）HG/T 20637-1998 《自控专业工程设计文件的编制规定》 （3）HG/T 20638-1998 《自控专业工程设计文件深度的规定》 （4）HG/T 20639-1998 《自控专业工程设计用典型图表及标准目录》 （5）HG 20505-2000 《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》 （6）HG/T 20507-2000 《自动化仪表选型设计规定》 （7）HG/T 20509-2000 《仪表供电设计规定》 （8）HG 20512-1992 《仪表配管、配线设计规定》 （9）HG/T 20519-1992 《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》 （10）HG 20556-1993 《化工厂控制室建筑设计规定》 （11）HG 20559-1993 《管道仪表流程图设计规定》 （12）GB/T 21109-2007 《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》 （13）IEC61882 《危险与可操作性分析应用指南》
薄膜蒸发器原理和应用公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
蒸馏是最重要的一种用加热对不同物质进行分离的方式之一。常规的蒸馏方式：原料在蒸发器内被加热至蒸发温度, 低沸点组分蒸发后进入冷凝器冷却, 得到所需的产品。 但是，常规的蒸馏方式- 需要较高的蒸馏温 度 - 物料加热时间较长局限性- 无法对热 敏物质进行分离真空蒸馏通过将系统抽真 空可降低蒸发温度 压力与沸点的关系压力每降低一个数 量级，沸点降低约20－30度 但对于热敏物质来说, 在蒸馏釡内进行的真空蒸馏有很多缺陷 - 很长的蒸馏时间 - 由于压力降的缘故，以及真空泵很难克服蒸馏釜内液面的静压高度，所以在蒸发处的真空是非常有限的。最终的真空度并不由真空泵的大小而决定, 而是受管路的传导性和蒸发器内静液面高度的限制. 薄膜蒸发器中的真空蒸馏从一个薄膜 上蒸发能消除静液面高的影响, 在刮 膜蒸发器中,物料沿着加热的圆柱筒体 表面向下流动, 形成薄膜, 在流动过 程中成薄膜状的物料被蒸发. 带外冷凝器的薄膜蒸发器 液膜被一个刮膜系统不断地进行混合, 冷凝在一个外置的冷凝器中进行, 冷 凝器连接有真空系统.
刮环靠自身的离心力在蒸发器内壁上刮出约 1mm厚薄膜 薄膜的优点： - 传热效率高- 质量交 换快- 物料受热时间短,只有15秒到 30秒- 物料以膜的形式出现，几乎没 有液面压差,减少了真空度的损失但是 带外冷凝器的薄膜蒸发器也有局限性: 由于蒸发器与冷凝器之间的管路连接 导致的压力降, 蒸发器内获得的真空 度仅局限于毫巴级,最低大约可降至1 毫巴(100Pa) 带有内置冷凝器的短程蒸发器使用短 程蒸馏/分子蒸馏能够消除真空度不足 的不利因素. 冷凝器置于圆筒型蒸发 器的内部, 蒸发器与冷凝器之间的距 离非常地短. 事实上, 不存在压力降 的问题. 如果内置冷凝器与蒸发器表面之间的距离正好为轻分子自由程的平均距离, 则轻分子达到冷凝器被冷凝排出，这种工艺又称为”分子蒸馏”。短程蒸馏/分子蒸馏特别适于热敏性物质的分离, 很短的加热时间和很低的蒸发温度对被蒸馏物质的热应力影响降到最低. 短程蒸馏/分子蒸馏的真空度可降到0.001毫巴(0.1Pa). 薄膜蒸发器和短程蒸馏、分子蒸馏设备专门用于热敏物质和高沸点物质的蒸馏分离和提纯，广泛应用于：- 精细化工产品- 制药产品- 高分子聚合物- 食品- 化工
1 设计任务 液氨蒸发器采用出口产品温度为主被控变量，加热蒸汽流量为副被控变量。主、副对象的传递函数分别为： 011 ()(201)(301) G s s s = ++， 0.1021 ()0.21s G s e s -= + 主、副扰动通道的传递函数分别为： 11 ()0.21f G s s = +， 2()1f G s = 试分别采用单回路控制和串级控制设计温度控制系统。 设计要求如下： （1）分别进行控制方案设计，给出相应的闭环系统原理图； （2）对设计的控制系统进行仿真，整定控制器参数； （3）给出系统的跟踪性能和抗干扰性能仿真，包括一次扰动和二次扰动； （4）对不同控制方案对系统的影响做对比分析。 2 整体方案设计 2.1 单回路控制变量的选择 对于被控量和操作量选择的原则，其中，被控量选择的原则是能直接反映生产过程中产品产量和质量，选择的结果直接影响生产，因此此设计的被控量是温度。操纵量是克服扰动影响、使系统重新恢复平稳运行的积极因素，应该遵循快速有效的克服干扰的原则去选择操纵量，因此此设计的操纵量是加热蒸汽流量。 2.2 串级控制系统的选择 串级控制系统选择主变量时要遵循以下原则：在条件许可的情况下，首先应尽量选择能直接反应控制目的的参数为主变量；其次要选择与控制目的有某种单值对应关系的间接单数作为主变量；所选的主变量必须有足够的变化灵敏度。 故在本系统中选择出口产品温度作为主变量。副回路的设计质量是保证发挥串级系统优点的关键。副变量的选择应遵循以下原则：应使主要干扰和更多的干扰落入副回路；应使主、副对象的时间常数匹配；应考虑工艺上的合理性、可能性和经
蒸发器尺寸设计 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
蒸发器工艺尺寸计算 加热管的选择和管数的初步估计 1加热管的选择和管数的初步估计 蒸发器的加热管通常选用38*2.5mm无缝钢管。 加热管的长度一般为0.6—2m，但也有选用2m以上的管子。管子长度的选择应根据溶液结垢后的难以程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑，易结垢和易起泡沫溶液的蒸发易选用短管。根据我们的设计任务和溶液性质，我们选用以下的管子。 可根据经验我们选取：L=2M，38*2.5mm 可以根据加热管的规格与长度初步估计所需的管子数n’， =124（根） 式中S=----蒸发器的传热面积，m2，由前面的工艺计算决定（优化后的面积）； d0----加热管外径，m； L---加热管长度，m；因加热管固定在管板上，考虑管板厚度所占据的传热面积，则计算n’时的管长应用（L—0.1）m. 2循环管的选择 循环管的截面积是根据使循环阻力尽量减小的原则考虑的。我们选用的中央循环管式蒸发器的循环管截面积可取加热管总截面积的40%--100%。加热管的总截面积可按n’计算。循环管内径以D1表示，则
所以mm 对于加热面积较小的蒸发器，应去较大的百分数。选取管子的直径为：循环管管长与加热管管长相同为2m。 按上式计算出的D1后应从管规格表中选取的管径相近的标准管，只要n和n’相差不大。循环管的规格一次确定。循环管的管长与加热管相等，循环管的表面积不计入传热面积中。 3加热室直径及加热管数目的确定 加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板撒谎能够的排列方式。 加热管在管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。根据我们的数据表加以比较我们选用三角形排列式。 管心距t为相邻两管中心线之间的距离，t一般为加热管外径的1.25—1.5倍，目前在换热器设计中，管心距的数据已经标准化，只要确定管子规格，相应的管心距则是定值。我们选用的设计管心距是： 确定加热室内径和加热管数的具体做法是：先计算管束中心线上管数nc，管子安正三角形排列时，nc=1.1* ；其中n为总加热管数。初步估计加热室 Di=t(nc-1)+2b’,式中b’=(1—1.5)d0.然后由容器公称直径系列，试选一个内径作为加热室内径并以该内径和循环管外景作同心圆，在同心圆的环隙中，按加热管的排列方式和管心距作图。所画的管数n必须大于初值n’，若不满足，应另选一设备内径，重新作图，直至合适。
KNO3水溶液三效并流蒸发系统设计 摘要：蒸发是化工生产中重要的单元操作，普遍应用于化工、医药、食品等行业中。本次课程设计的任务是设计三效并流蒸发装置，将10% KNO3溶液浓缩至40%，年处理量为5×104吨。采用中央循环管型蒸发器。设计工作主要包括工艺设计计算，蒸发器传热面积优化编程，蒸发器工艺尺寸的设计计算及辅助设备的选型计算，主要设备的强度校核，管道及各种连接件的选型，工艺流程图及蒸发器装配图的绘制。 关键词：三效并流蒸发装置；蒸发；KNO3 Abstract: Evaporation is an important unit operation in chemical process. It finds wide application in such fields as chemical industry, pharmaceutical industry, food industry and so on. The task is to design a three-effect forward flow evaporation system to concentrate 20,000 ton/year of KNO3aqueous solution from 10% to 40%. Standard evaporator (evaporator with central circulation downcomer) was chosen. The major work includes calculation of the process parameters and the heat transfer area, determination of the size and structure of the evaporator, and selection of the ancillary facilities, as well as checking the strength of the main equipments and choosing appropriate pipes. The process flow chart and the assembly drawing of one evaporator were completed with the aid of Auto CAD. Keyword: Three-effect forward flow evaporation; evaporation; KNO3 第一章概述