常見的蒸發器有哪些以及分類方式

隨著蒸發結晶技術的日益成熟和不斷發展，其在各行各業的應用已經非常普遍。蒸發器是蒸發結晶系統中一個主要設備。蒸發器按照不同分類方式，原理和操作方式也各不相同。

蒸發器的分類方式

蒸發器可以按照蒸發的方式分為自然蒸發和沸騰蒸發，自然蒸發的典型應用是海水曬鹽，溶液在低于沸點溫度下蒸發。而工業上的蒸發操作基本上都是沸騰蒸發，溶液加熱至沸點，使之在沸騰狀態下蒸發。

按加熱方式分類，蒸發器可分為直接熱源蒸發和間接熱源蒸發，后者需要有一個傳熱過程，工業應用較多。

按操作壓力分類，蒸發器可以分為常壓、加壓和減壓(真空)蒸發器。對于熱敏性物料應在減壓下蒸發，而高粘度物料就應采用加壓蒸發。

蒸發器根據蒸發器效數可分為單效與多效蒸發器。如果蒸發產生的二次蒸汽直接冷凝不再利用，稱為單效蒸發。若將二次蒸汽作為下一效加熱蒸汽，并將多個蒸發器串聯,此蒸發過程即為多效蒸發。

按溶液在蒸發器中停留情況可以分為循環型蒸發器和單程型蒸發器。循環型蒸發器的溶液在蒸發器中作循環流動。按照引起循環的原因不同，操作不同，又可分為中央循環管式蒸發器，外加熱式蒸發器和強制循環型蒸發器。

常見的蒸發器

中央循環管式蒸發器

中央循環管式蒸發器顧名思義，其加熱室由一垂直的加熱管束構成，在管束中央有一根直徑較大的管子，稱為中央循環管，其截面積一般為加熱管束總截面積的40~100%。這種蒸發器的優點是結構緊湊、制造方便、傳熱較好、操作可靠。缺點是循環速度在0.4~0.5m/s以下、清洗和維修不方便。

外熱式蒸發器

外熱式蒸發器的結構特點是采用了長加熱管，加熱室與分離室分開，這樣不僅便于清洗與更換，而且可以降低蒸發器的總高度。因其加熱管較長，同時由于循環管內的溶液不被加熱，故溶液的循環速度大，可達1.5m/s。

強制循環蒸發器

強制循環蒸發器是現在使用較多的蒸發器。為了提高循環速度，采用泵進行強制循環，這對于粘度大、易結晶、易結垢物料更為必要，蒸發循環速度可達1.8～5m/s，大小可調節，傳熱系數較大。此類蒸發器的加熱室可以采用立式、臥式或者板式換熱器。

單程型蒸發器

單程型蒸發器的特點是溶液以液膜的形式一次通過加熱室，不進行循環。物料單程通過加熱室后蒸發達到指定的濃度。它的優點是溶液停留時間短，故特別適用于熱敏性物料的蒸發;溫度差損失較小，表面傳熱系數較大。它的缺點是設計或操作不當時不易成膜，熱流量將明顯下降。按照布膜方式不同，這類蒸發器可以分為升膜式蒸發器和降膜式蒸發器。

升膜式蒸發器

升膜式蒸發器的加熱室由一根或數根垂直長管組成，原料液經預熱后由蒸發器的底部進入，加熱蒸汽在管外冷凝。當溶液受熱沸騰后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管內高速上升，帶動液體沿管內壁成膜狀向上流動，上升的液膜因受熱而繼續蒸發。故溶液自蒸發器底部上升至頂部的過程中逐漸被蒸濃，濃溶液進入分離室與二次蒸汽分離后由分離器底部排出。它的主要性能特點是適用于蒸發量較大(即稀溶液)、熱敏性及易起泡沫的溶液，但不適于高粘度、有晶體析出或易結垢的溶液。

降膜式蒸發器

降膜式蒸發器與升膜蒸發器的區別在于原料液由加熱管的頂部加入。溶液在自身重力作用下沿管內壁呈膜狀下流，并被蒸發濃縮，汽液混合物由加熱管底部進入分離室，經氣液分離后，完成液由分離器的底部排出。為使溶液能在壁上均勻成膜，在每根加熱管的頂部均需設置液體布膜器。布膜器的型式有多種，較常用的三種，采用一螺旋型溝槽的圓柱體作為導流管，液體沿溝槽旋轉下流分布在整個管內壁上;導流管下部為圓錐體，錐體底面向下內凹，以免沿錐體斜面流下的液體再向中央聚集;液體是通過齒縫沿加熱管內壁成膜狀下降。降膜式蒸發器的主要優點是傳熱系數較高，與升膜相比，可以蒸發濃度較高的溶液，對粘度較大的物料也能適用。它的主要缺點是結構較復雜，對安裝精度要求高。