[科普中国]-单效蒸发器

凡是溶液在蒸发器蒸发时，所产生的二次蒸汽不再利用，则此种蒸发操作称为单效蒸发。使用单效蒸发方式的蒸发器称为单效蒸发器。当所需要的生产能力规模小，蒸汽是廉价的，物料有腐蚀性以致需要非常昂贵的结构材料，或蒸汽被污染以致不能重新利用时，应用单效蒸发器。

单效蒸发与多效蒸发的区别单效蒸发器一般是指单一的蒸发器，它在进行溶液蒸发时所产生的二次蒸气不再利用。在大规模生产中，蒸发大量水分必须消耗大量的一次蒸气。为了减少一次蒸气的消耗量，采用将生产中产生出的二次蒸气导入第二个蒸发器中作加热蒸气用，第二个蒸发器产生的二次蒸气还可导入第三蒸发器中作加热蒸气用，每一个蒸发器称为一效，以此类推。这样，几个蒸发器串联操作，就组成了多效蒸发器。

操作方式分类单效蒸发器可以是间歇式、半间歇式或连续分批方式或连续地操作。严格说来，间歇式蒸发器其中加料、蒸发和排放是依次分步进行的蒸发器。这种操作方式是很少采用的，因为它需要足够大的壳体以容纳进料的全部装料，加热元件安放得相当低，以便当体积减少到产品的体积时不能被露出。更为常见的操作方式是半伺歇式，其中进料是连续地加入以维持固定的液面直到整个装料达到最后的密度为止。连续分批蒸发器通常具有连续的进料，在至少部分循环范围内连续的排料。一种操作方法是从贮槽循环到蒸发器，再返回原处直到整个贮槽达到所需的浓度为止，于是分批地完成加工。连续式蒸发器基本上是连续地进料和排料，进料和产品的浓度都大体上保持不变。1

蒸发装置的组成部件1. 预热器和加热器

多数情况下，待蒸发的产品在进入加热室之前必须被预热至沸点。通常使用直管预热 器或者板式换热器完成此项工作。

2.蒸发器

选择适当类型的蒸发器，取决于每一特殊的应用场合和产品的性质。

3.分离器

每台蒸发器都配备有分离器，用于蒸汽和液体的分离。按照应用范围来选择不同类型 的分离器，例如离心分离器、重力分离器或者装有内部构件的分离器。设计时需考虑分离效 率、压降和清洗频率等重要因素。

4. 冷凝器

在可能的场合，蒸发过程中产生的蒸汽热量被用于加热下游几效蒸发器和预热器，或者 将蒸汽再压缩后作为加热介质。但蒸发装置最后一效的残余蒸汽无法照此利用，须将其冷 凝。蒸发装置可以配备表面冷凝器、接触式冷凝器或空冷式冷凝器。

5.脱气/真空系统

使用真空泵来维持蒸发装置中的真空。它们从装置中排出泄漏的空气和不可凝气体， 以及液体进料时带入的溶解气体。为此，可根据蒸发装置的规模和操作方式使用相应的喷 射泵和液环泵。

6.泵

由于设计条件和应用错综复杂，必须考虑泵的选型。选择标准是蒸发装置中的产品特 性、吸入压头情况、流量和压缩比。对于低黏度产品来说，主要使用离心泵;而高黏度的产品 则需使用容积泵。一些含有固体或结晶的产品，使用其他类型的泵，例如旋桨泵。根据特定 的应用场合以及相关的使用条件决定泵的类型、尺寸、速度、机械密封和材料。

7.清洗系统

根据不同的产品，设备经过一定时间的运转后，可能会发生结垢现象。绝大多数情况下 使用化学清洗可去除水垢和其他污垢。为此，蒸发装置需配备一些必要的设备组件如清洗 剂槽、附加泵和管道阀门。这些设备保证了装置无需拆卸即可进行清洗，一般称为“原位清 洗”CIP。清洗的选择要根据结垢的类型。清洗剂渗入结壳层，将结壳溶解或使其分解，使 蒸发器表面被彻底清洗，如有必要还可对表面进行消毒。

8.蒸汽洗涤器

如果装置不是由生蒸汽加热，而是由废蒸汽例如干燥器的蒸汽加热，为避免这些蒸汽对 蒸发装置的加热室的污染和结垢，在它们进入之前必须被清洗干净。

9. 冷凝液精处理系统

尽管小液滴的分离已非常理想，但冷凝液的质量可还是达不到要求的纯度，特别是在产 品含有挥发性组分时。根据不同的应用，通过使用精馏塔或膜过滤系统可以将冷凝液进一 步纯化。

10.材料

根据不同的产品的需求决定了采用制造蒸发装置所需的材料。大多数情况下采用不锈 钢，如有特殊需求还可使用哈氏合金、钛、镍、铜、石墨、钢内衬橡胶、合成材料等。

实例RP6K系列盘管式单效蒸发器RP6K系列盘管式单效蒸发器如图1所示，其技术参数见表1。

1—多级离心泵； 2—水箱； 3—水力喷射器； 4—汽液分离器；5—照明灯； 6—蒸发锅； 7—窥镜； 8—人孔； 9—放料阀；10—止回阀； 11—控制盘； 12—操作台；

表1 RP6K系列盘管式单效蒸发器主要技术参数

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