外熱式蒸發(fā)器

外熱式循環(huán)蒸發(fā)器具有制造簡單、維修方便等優(yōu)點，是循環(huán)型蒸發(fā)器中應(yīng)用廣泛的蒸發(fā)器之一，也是典型的一種蒸發(fā)器。外熱式循環(huán)蒸發(fā)器可分為外熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器和外熱式強制循環(huán)蒸發(fā)器。

外熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器

簡介：外熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器由循環(huán)管、加熱室、沸騰管、分離室四個主要部分組成。蒸發(fā)過程中，料液進入加熱室加熱升溫，由于未達到該狀態(tài)下的飽和溫度，溶液并不沸騰，隨著加熱和管內(nèi)壓強的降低，當溶液的溫度達到該狀態(tài)下的飽和壓強后，開始沸騰，從而產(chǎn)生大量氣泡。溶液的密度也隨之減小，這樣在沸騰管中的氣液混合物和循環(huán)管側(cè)的未沸騰的料液間存在密度差，形成了外熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器的循環(huán)推動力。

列文式蒸發(fā)器上述的自然循環(huán)蒸發(fā)器，其循環(huán)速度不夠大，一般均在1.5m/s以下。為使蒸發(fā)器更適用于蒸發(fā)粘度較大、易結(jié)晶或結(jié)垢嚴重的溶液，并提高溶液循環(huán)速度以延長操作周期和減少清洗次數(shù)。
其結(jié)構(gòu)特點是在加熱室上增設(shè)沸騰室。加熱室中的溶液因受到沸騰室液柱附加的靜壓力的作用而并不在加熱管內(nèi)沸騰，直到上升至沸騰室內(nèi)當其所受壓力降低后才能開始沸騰，因而溶液的沸騰汽化由加熱室移到了沒有傳熱面的沸騰室，從而避免了結(jié)晶或污垢在加熱管內(nèi)的形成。另外，這種蒸發(fā)器的循環(huán)管的截面積約為加熱管的總截面積的2～3倍，溶液循環(huán)速度可達2.5至3 m/s以上，故總傳熱系數(shù)亦較大。這種蒸發(fā)器的主要缺點是液柱靜壓頭效應(yīng)引起的溫度差損失（意義詳見6.3.1）較大，為了保持一定的有效溫度差要求加熱蒸汽有較高的壓力。此外，設(shè)備龐大，消耗的材料多，需要高大的廠房等。 除了上述自然循環(huán)蒸發(fā)器外，在蒸發(fā)粘度大、易結(jié)晶和結(jié)垢的物料時，還采用強制循環(huán)蒸發(fā)器。在這種蒸發(fā)器中，溶液的循環(huán)主要依靠外加的動力，用泵迫使它沿一定方向流動而產(chǎn)生循環(huán)。循環(huán)速度的大小可通過泵的流量調(diào)節(jié)來控制，一般在2.5m/s以上。強制循環(huán)蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)也比一般自然循環(huán)的大。但它的明顯缺點是能量消耗大，每平方米加熱面積約需0.4～0.8kW。

  降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器和升膜式蒸發(fā)器的區(qū)別在于，料液是從蒸發(fā)器的頂部加入，在重力作用下沿管壁成膜狀下降，并在此過程中蒸發(fā)增濃，在其底部得到濃縮液。由于成膜機理不同于升膜式蒸發(fā)器，故降膜式蒸發(fā)器可以蒸發(fā)濃度較高、粘度較大（例如在0.05～0.45Ns/m2范圍內(nèi)）、熱敏性的物料。但因液膜在管內(nèi)分布不易均勻，傳熱系數(shù)比升膜式蒸發(fā)器的較小，仍不適用易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料。
   由于溶液在單程型蒸發(fā)器中呈膜狀流動，因而對流傳熱系數(shù)大為提高，使得溶液能在加熱室中不再循環(huán)就達到要求的濃度，因此比循環(huán)型蒸發(fā)器具有更大的優(yōu)點。溶液不循環(huán)帶來好處有：（1）溶液在蒸發(fā)器中的停留時間很短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)；（2）整個溶液的濃度，不象循環(huán)型那樣總是接近于完成液的濃度，因而這種蒸發(fā)器的有效溫差較大。其主要缺點是：對進料負荷的波動相當敏感，當設(shè)計或操作不適當時不易成膜，此時，對流傳熱系數(shù)將明顯下降。