液膜式蒸发浓缩设备
1.特点
料液在管壁或器壁散成液膜的形式流动(上升、下降或上升与下降组合),从而使蒸发面积增加,提高浓缩效率。
2.分类
(1)按液膜形成方式分:自然循环式蒸发器和强制循环式蒸发器;
(2)按液膜运动方向分:升膜式蒸发器、降膜式蒸发器和升降膜式蒸发器。
3.升膜式蒸发器
(1)与循环管式浓缩锅的区别:
循环管式浓缩锅的料液是依靠传热产生的重度差排浓缩液,液面上的二次蒸汽靠负压排出。而升膜式蒸发器是依靠膨胀的二次蒸汽产生向上的升力,二次蒸汽浓缩液进入分离器。
(2)结构:
加热管(蒸发器):直径为30mm-50mm的管子,长径比为100-150。长管式加热器结构比较复杂,壳体应考虑热应力对结构的影响,需采用浮头管板或在加热器壳体上加膨胀节。有时可采用套管办法来缩短管长;
汽液分离器:碰撞型、离心型、过滤型;
进口:蒸汽进口、料液进口;
出口:浓缩液出口、二次蒸汽出口、冷凝水出口。
(3)工程过程:
料液由料液进口进入蒸发器管内,在管内底部与蒸汽首行对流传递热量(管外蒸汽热量传递给管内料液),当料液获得一定热量达到沸腾状态,进入管中间部开始产生蒸汽泡,使料液产生上升力;
由于料液热量的连续获得,产生二次蒸汽,膨胀的二次蒸汽产生强的上升力,料液呈薄膜状在管内上行,到管顶部呈喷雾状,以较高速度进入汽液分离器,二次蒸汽从分离器顶部排出,浓缩液达到浓度要求从分离器底部排出,未达到浓度要求再次由下导管送到底部再次加热蒸发。
(4)注意事项:
操作时,应严格控制进料量,防止管壁结焦现象发生;
料液一般先预热到沸点状态进入加热器体,以增加液膜比例,提高沸腾和传热系数;
各管路密封性能要好,连接可靠;
定期对密封垫进行更换和检查。
4.降膜式蒸发器
与升膜式一样,都属于自然循环的液膜式蒸发浓缩设备,构造与升膜式相似,主要区别是料液由加热器顶部加入,液体在重力作用下,沿管内壁成液膜状向下流动,由于向下加速;
克服加速压头比升膜式小,沸点升高也小,且加热蒸汽与料液温差大,所以传热效果较好(关键:使料液均匀分布于各加热管)。
料液分布器:导流管、筛板或喷嘴、旋液喷头
a.筛孔板式 b、喷雾型 c.锯齿形导流管 d.螺旋沟槽导流管
e.典型导流管 f.筛孔板与导流管 结合 g.旋液型
5.升降膜式蒸发器
(1)两组加热管:一组升膜,另一组降膜
料液入升膜式加热管,沸腾蒸发后,汽液混合物上升至顶部,然后转入另一半加热管,再进行降膜蒸发。浓缩液从顶部进入汽液分离器分离后,二蒸汽从分离器上部排入冷凝器,浓缩液从下部排出。
(2)特点
符合物料的要求,初进入,浓度低,速度快,容易达到升膜要求,初步浓缩后,在降膜式中受重力作用下能沿管壁均匀分布形成薄膜;先升后降,有利于液体均布,加速湍动和搅动,进一步提高传热效果;升膜控制降膜的进料分配;串联可提高产品的浓缩比,减低设备高度。
6.板式蒸发器
(1)结构
板式加热器:4片传热板组成一个板单元;汽液分离器:离心式(二次蒸汽和浓缩液在一起);进料管道:蒸汽进口、料液进口;附件:密封圈、调节板、紧固件和支架等。
(2)板式蒸发器的传热组合:
(3)加热板间蒸汽与物料之流程:
(4)工作过程
料液经泵的作用强制通入板式加热器体,在流经升膜和降膜段时受加热蒸汽的作用,通过板壁对料液加热浓缩,产生的浓缩液和二次蒸汽由底部通入汇集槽机出口通入分离器,分离浓缩液和二次蒸汽,分别从各出口排出,其中冷凝水由冷凝水出口排出。
(5)优缺点
优点:体积小,结构紧凑,加热面积可随意调整;加热时间短;热敏性物料的适应性好,如牛奶、果汁等;具有升膜和降膜的特点,传热系数高。
缺点:密封垫片易老化而产生泄漏;适用压力有限;对粘度大的物料适应性差。
普通空调内机蒸发器结冰原因分析
一、制冷剂不足
分体空调器由于安装或使用时间较久等原因,会出现制冷剂泄漏或渗漏。制冷系统内制冷剂减少后,便造成蒸发压力过低,导致蒸发器结冰,结冰的位置一般在蒸发器前部分。排除方法是先处理好泄漏部位,加足制冷剂,故障便会排除。
二、压缩机故障
压缩机使用时间过久,压缩效率降低,或者压缩机配气系统损坏,造成压力过低而结冰。结冰位置也在蒸发器前部分,前者补加一些制冷剂,故障能排除。如果故障依旧,须更换压缩机。
三、制冷剂偏多
一些空调器因移位、泄漏等原因而重新注入制冷剂。维修人员操作不当加多了制冷剂,造成过多制冷剂流到蒸发器后部分蒸发而结冰。这类冰多结在蒸发器后部分及压缩机回气管周围。放掉多余制冷剂,故障便排除。
四、蒸发器脏
空调器使用一段时间后,空气中在蒸发器上,阻碍空气流通,造成热交换减少,蒸发器温度过低而结冰。结冰位置在蒸发器后部分。待冰溶化后,用水冲蒸发器,用软毛刷顺着翅片刷,注意一定不能弄湿电气部分。清洗干净后,故障便排除。
五、温控失效
机械温控器感温包气体压力随温度变化而变化,带动温控器触点动作。由于触点粘连、弹簧弹力不足等原因造成触点常闭,空调器连续开机,造成结冰。更换温控器,故障排除。
也有情况,温控器没有损坏而空调器停机时间短或出现不停机。由于感温包是用u型塑料架子悬搁在蒸发器中间离翅片约2mm。估计厂家这种设计意在使温控器感温包起温度延滞作用,防止空调短时间(3分钟内)频繁启动。盛夏季节,室内温度高,加上空调本身制冷的局限,温控器很难达到控温断点,空调器停机时间短,甚至连续开机,造成结冰。这类冰多结在蒸发器下部分。这种情况须把感温包移动到蒸发器下端,并紧贴蒸发器翅片固定好,故障即排除。
六、风量小
空调器使用一段时间后,有些风机扇叶粘有许多圬垢,影响送风,造成蒸发器结冰。清除圬垢,故障排除。
也有些风机因机械、电气故障而转速变慢,风量小,造成蒸发器结冰。机械原因多为轴承、轴瓦磨损,阻力,转速变慢。电气故障多为电容充放电失效或风机匝间短路,造成转速慢,甚至风机绕组烧毁,电机不转。这种结冰现象须视具体情况修复或更换风机
七、温度设置太低
一些用户把空调器温度设置过低,空调器制冷量跟不上,房间温度降不到设定温度而长时间开机,或者停机时间很短,也会造成蒸发器结冰。有些房间温度降得很低,也会造成蒸发器温度过低结冰。这类冰多从蒸发器下部分开始结。只要把温度设置高一些,故障即可排除。
那么蒸发器在工业上适应哪些场合呢?
1.浓缩稀溶液直接制取产品或将浓溶液再处理制取固体产品,例如食糖水溶液的浓缩及各种果汁的浓缩等。
2.浓缩溶液和回收溶剂,例如有机磷农药苯溶液的浓缩脱苯,生产中酒精浸出液的蒸发等。
3.为了获取纯净的溶剂,例如海水淡化等。
蒸发器结垢危害及除垢方法
蒸发器循环冷却水中含有大量的盐类物质、腐蚀产物和各种微生物,由于未对其进行水处理,蒸发器运行一段时间后水侧会结有大量的钙镁碳酸盐垢及藻类、微生物淤泥、粘泥等,这些污垢牢固附着于铜管内表面,导致传热恶化、循环压力上升、机组真空度降低,影响机组的运行效率,造成较大的经济损失。
传统的清洗方法通常采用化学清洗-酸洗,这种方法对各种沉积都有效,比机械方法省时。但化学清洗对系统和其他金属部件有腐蚀性,容易出现腐蚀设备管线的事情,而且在排放时污染环境。
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