蒸發濃縮裝置簡圖

蒸發濃縮裝置是一種常用于化工、制藥、食品等領域的物質分離技術。它通過對混合物進行加熱和蒸發，使混合物中的溶劑蒸發并凝結，從而實現對溶質的濃縮和分離。下面我們來介紹一下蒸發濃縮裝置的簡圖。
蒸發濃縮裝置一般由蒸發器、冷凝器、真空泵、加熱器和控制系統等組成。在蒸發器中，混合物被加熱并蒸發，產生的蒸汽經過冷凝器冷卻后凝結成液體。凝結后的液體通過管道流回蒸發器，形成循環流動。同時，真空泵通過抽取蒸發器內的氣體，維持蒸發器內的低壓狀態，促進蒸發過程的進行。
在加熱器中，蒸發器內的混合物通過加熱器加熱，使其達到蒸發溫度，從而實現蒸發。控制系統通過監測蒸發器內的溫度、壓力等參數，調整加熱器的加熱功率，以控制蒸發速率和濃縮效果。
總的來說，蒸發濃縮裝置的簡圖包括蒸發器、冷凝器、真空泵、加熱器和控制系統等組件，通過加熱和蒸發的方式實現對混合物的濃縮和分離。

蒸發器結構之標準式蒸發器構成詳解

　　【導讀】一般的，我們對于蒸發器的了解還是不太清楚。蒸發器有很多種類型，對于不同類型的蒸發器的結構也是大同小異的。針對于此，我們就來拋磚引玉的介紹一種結構。相信在了解了這個結構的詳細情況之后，能夠觸類旁通的了解到其他的一些蒸發器的結構。這對于我們以后的應用來說，可以是大有裨益的。

　　其實我們說到的蒸發器它的主要結構就是兩個部分，即加熱室還有分離室兩個部分。由于種類不同，我們又可以依照加熱室相關的結構以及相應的操作時，相應的溶液所流動的具體實際情況又可以把將工業中一種經常會見到的間接加熱蒸發器劃分為兩個大類，他們分別是循環型(有的地方也叫做非膜式型的)還有單程型(也就是膜式型的)。接下來我們就來說說這個循環型的。

　　對于一種中央循環管式的蒸發器而言，它的構成是這個樣子的。首先我們來說這個加熱室，它是利用垂直管束進行組合而成。在管束的中央會安裝一個直徑比較大的管子。對于細管來說，里面單位體積的溶液相關的受熱面相對于粗管來說是比較大的。總結著看就是前者的受熱好且溶液的汽化比較多，細管里面的汽液混合物相對密度要小得多。正是由于這樣的密度差的作用，能夠讓溶液沿著粗管的方向下降。這個時候相應的液體就會順著細管上升，形成一個自然循環的運動。

　　我們一般會管中間的粗管叫做降液管，而相對應的細管就叫做沸騰管。有的時候為了能夠讓溶液循環更好一些，就會讓中央循環管的相對截面積所占的比例達到加熱管總截面積的百分之四十到百分之百之間。通常相應的管束高度就是1—2m;而我們的裝置的加熱管相對直徑就是25～75mm，長徑對比20～40。

　　對于這種蒸發器完全是由原先的水平加熱室還有蛇管加熱室等相類似的蒸發器演變來的，但是他們的溶液循環情況要比老式的好很多，傳熱效率也相對的高很多;這種機器的結構緊湊且制造很方便再加上操作可靠的特點，使其應用十分的廣泛。

　　蒸發的概念

　　將含有不揮發溶質的溶液加熱沸騰，使其中的揮發性溶劑部分汽化從而將溶液濃縮的過程稱為蒸發。蒸發操作廣泛應用于化工、輕工、制藥、食品等許多工業中。

　　1.蒸發操作的目的

　　工業蒸發操作的主要目的是：

　　(1)稀溶液的增濃直接制取液體產品，或者將濃縮的溶液再經進一步處理(如冷卻結晶)制取固體產品，例如稀燒堿溶液(電解液)的濃縮、蔗糖水溶液的濃縮以及各種果汁、牛奶的濃縮等等;

　　(2)純凈溶劑的制取，此時蒸出的溶劑是產品，例如海水蒸發脫鹽制取淡水。

　　(3)同時制備濃溶液和回收溶劑，例如中藥生產中酒精浸出液的蒸發。

　　工業上被蒸發的溶液多為水溶液，故本章的討論僅限于水溶液的蒸發。原則上，水溶液蒸發的基本原理和設備對其它液體的蒸發也是適用的。

　　2.蒸發流程

　　按照分子運動學說，當液體受熱時，靠近加熱面的分子不斷地獲得動能。當一些分子的動能大于液體分子之間的引力時，這些分子便會從液體表面逸出而成為自由分子，此即分子的汽化。因此溶液的蒸發需要不斷地向溶液提供熱能，以維持分子的連續汽化;另一方面，液面上方的蒸汽必須及時移除，否則蒸汽與溶液將逐漸趨于平衡，汽化將不能連續進行。

　　液體蒸發過程

　　液體蒸發的簡化流程如圖片所示，其主體設備—蒸發器由加熱室和分離室兩部分組成，其中加熱室為一垂直排列的加熱管束，在管外用加熱介質(通常為飽和水蒸汽)加熱管內的溶液，使之沸騰汽化。濃縮了的溶液(稱為完成液)由蒸發器的底部排出。而溶液汽化產生的蒸汽經上部的分離室與溶液分離后由頂部引至冷凝器。為便于區別，將蒸出的蒸汽稱為二次蒸汽，而將加熱蒸汽稱為生蒸汽或新鮮蒸汽。

　　對于沸點較高的溶液的蒸發，可采用高溫載熱體如導熱油、融鹽等作為加熱介質，也可以采用煙道氣直接加熱。

　　3.蒸發過程的分類

　　(1)常壓蒸發、加壓蒸發和減壓蒸發

　　按蒸發操作壓力的不同，可將蒸發過程分為常壓、加壓和減壓(真空)蒸發。對于大多數無特殊要求的溶液，采用常壓、加壓或減壓操作均可。但對于熱敏性料液，例如抗生素溶液、果汁等的蒸發，為了保證產品質量，需要在減壓條件下進行。減壓蒸發的優點是：

　　①溶液沸點降低，在加熱蒸汽溫度一定的條件下，蒸發器傳熱的平均溫度差增大，于是傳熱面積減小;

　　②由于溶液沸點降低，可以利用低壓蒸汽或廢熱蒸汽作為加熱蒸汽;

　　③溶液沸點低，可防止熱敏性物料的變性或分解;

　　④由于溫度低，系統的熱損失小。但另一方面，由于沸點降低，溶液的粘度大，使蒸發的傳熱系數減小，同時，減壓蒸發時，造成真空需要增加設備和動力。

　　(2)單效蒸發與多效蒸發

　　根據二次蒸汽是否用作另一蒸發器的加熱蒸汽，可將蒸發過程分為單效蒸發和多效蒸發。若前一效的二次蒸汽直接冷凝而不再利用，稱為單效蒸發，圖片5-1所示為單效蒸發的流程示意。若將二次蒸汽引至下一蒸發器作為加熱蒸汽，將多個蒸發器串聯，使加熱蒸汽多次利用的蒸發過程稱為多效蒸發。

　　(3)間歇蒸發與連續蒸發

　　根據蒸發的過程模式，可將其分為間歇蒸發和連續蒸發。間歇蒸發系指分批進料或出料的蒸發操作。間歇操作的特點是：在整個過程中，蒸發器內溶液的濃度和沸點隨時間改變，故間歇蒸發為非穩態操作。通常間歇蒸發適合于小規模多品種的場合，而連續蒸發適合于大規模的生產過程。

　　4.蒸發操作的特點

　　前已述及，蒸發操作是從溶液中分離出部分溶劑，而溶液中所含溶質的數量不變，因此蒸發是一個熱量傳遞過程，其傳熱速率是蒸發過程的控制因素。蒸發所用的設備屬于熱交換設備。

　　但與一般的傳熱過程比較，蒸發過程又具有其自身的特點，主要表現在：

　　(1)溶液沸點升高

　　被蒸發的料液是含有非揮發性溶質的溶液，由拉烏爾定律可知，在相同的溫度下，溶液的蒸汽壓低于純溶劑的蒸氣壓。換言之，在相同壓力下，溶液的沸點高于純溶劑的沸點。因此，當加熱蒸汽溫度一定，蒸發溶液時的傳熱溫度差要小于蒸發溶劑時的溫度差。溶液的濃度越高，這種影響也越顯著。在進行蒸發設備的計算時，必須考慮溶液沸點上升的這種影響。

　　(2)物料的工藝特性蒸發過程中，溶液的某些性質隨著溶液的濃縮而改變。

　　有些物料在濃縮過程中可能結垢、析出結晶或產生泡沫;有些物料是熱敏性的，在高溫下易變性或分解;有些物料具有較大的腐蝕性或較高的粘度等等。因此，在選擇蒸發的方法和設備時，必須考慮物料的這些工藝特性。

　　(3)能量利用與回收

　　蒸發時需消耗大量的加熱蒸汽，而溶液汽化又產生大量的二次蒸汽，如何充分利用二次蒸汽的潛熱，提高加熱蒸汽的經濟程度，也是蒸發器設計中的重要問題。

　　蒸發設備

　　隨著工業蒸發技術的不斷發展，蒸發設備的結構與型式亦不斷改進與創新，其種類繁多，結構各異。目前工業上實用的蒸發設備約有六十余種，其中最常用的也有十余種型式，本節僅介紹常用的幾種。

　　一.常用蒸發器的結構與特點

　　常用蒸發器主要由加熱室和分離室兩部分組成。加熱室的型式有多種，最初采用夾套式或蛇管式加熱裝置，其后則有橫臥式短管加熱室及豎式短管加熱室。繼而又發明了豎式長管液膜蒸發器，以及刮板式薄膜蒸發器等等。根據溶液在蒸發器中流動的情況，大致可將工業上常用的間接加熱蒸發器分為循環型與單程型兩類。

　　1.循環型蒸發器

　　這類蒸發器的特點是溶液在蒸發器內作循環流動。根據造成液體循環的原理的不同，又可將其分為自然循環和強制循環兩種類型。前者是藉助在加熱室不同位置上溶液的受熱程度不同，使溶液產生密度差而引起的自然循環;后者是依靠外加動力使溶液進行強制循環。目前常用的循環型蒸發器有以下幾種：

　　(1)中央循環管式蒸發器

　　中央循環管式蒸發器的結構如圖片所示，其加熱室由一垂直的加熱管束(沸騰管束)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%。當加熱介質通入管間加熱時，由于加熱管內單位體積液體的受熱面積大于中央循環管內液體的受熱面積，因此加熱管內液體的相對密度小，從而造成加熱管與中央循環管內液體之間的密度差，這種密度差使得溶液自中央循環管下降，再由加熱管上升的自然循環流動。溶液的循環速度取決于溶液產生的密度差以及管的長度，其密度差越大，管子越長，溶液的循環速度越大。但這類蒸發器由于受總高度限制，加熱管長度較短，一般為1~2m，直徑為25~75mm，長徑比為20~40。

　　中央循環管蒸發器具有結構緊湊、制造方便、操作可靠等優點，故在工業上的應用十分廣泛，有所謂“標準蒸發器”之稱。但實際上，由于結構上的限制，其循環速度較低(一般在0.5m/s以下);而且由于溶液在加熱管內不斷循環，使其濃度始終接近完成液的濃度，因而溶液的沸點高、有效溫度差減小。此外，設備的清洗和檢修也不夠方便。

　　懸筐式蒸發器是中央循環管蒸發器的改進。其加熱室像個懸筐，懸掛在蒸發器殼體的下部，可由頂部取出，便于清洗與更換。加熱介質由中央蒸汽管進入加熱室，而在加熱室外壁與蒸發器殼體的內壁之間有環隙通道，其作用類似于中央循環管。操作時，溶液沿環隙下降而沿加熱管上升，形成自然循環。一般環隙截面積約為加熱管總面積的100~150%，因而溶液循環速度較高(約為1~1.5m/s)。由于與蒸發器外殼接觸的是溫度較低的沸騰液體，故其熱損失較小。

　　懸筐式蒸發器適用于蒸發易結垢或有晶體析出的溶液。它的缺點是結構復雜，單位傳熱面需要的設備材料量較大。

　　(3)外熱式蒸發器

　　外熱式蒸發器的特點是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(管長與管徑之比為50~100)，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。

　　(4)列文蒸發器

　　列文蒸發器的特點是在加熱室的上部增設一沸騰室。這樣，加熱室內的溶液由于受到這一段附加液柱的作用，只有上升到沸騰室時才能汽化。在沸騰室上方裝有縱向隔板，其作用是防止氣泡長大。此外，因循環管不被加熱，使溶液循環的推動力較大。循環管的高度一般為7~8m，其截面積約為加熱管總截面積的200~350%。因而循環管內的流動阻力較小，循環速度可高達2~3m/s。

　　列文蒸發器的優點是循環速度大，傳熱效果好，由于溶液在加熱管中不沸騰，可以避免在加熱管中析出晶體，故適用于處理有晶體析出或易結垢的溶液。其缺點是設備龐大，需要的廠房高。此外，由于液層靜壓力大，故要求加熱蒸汽的壓力較高。

　　(5)強制循環蒸發器

　　蒸發器結構的情況對于它的應用來說是一種很好的表現。這種結構的使用完全可以讓它在執行工作的時候，達到一個相對比較滿意的結果。我們在了解了蒸發器結構之后，對于以后遇到的一些特殊的問題或者是故障的時候，就可以依據它的結構來斷定是哪里出現了問題。解決起來也是相當的容易一些了。

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蒸發器有幾種叫法？

1.單效蒸發器
一般是指單一的蒸發器，它在進行溶液蒸發時所產生的二次蒸氣不再利用。在大規模生產中，蒸發大量水分必須消耗大量的一次蒸氣。為了減少一次蒸氣的消耗量，采用將生產中產生出的二次蒸氣導入第二個蒸發器中作加熱蒸氣用，第二個蒸發器產生的二次蒸氣還可導入第三蒸發器中作加熱蒸氣用，每一個蒸發器稱為一效，以此類推。這樣，幾個蒸發器串聯操作，就組成了多效蒸發器。
2.雙效蒸發器
也稱之為雙效降膜蒸發器是一種新型高效節能真空蒸發濃縮設備，是利用蒸發原理的過程而設計，主要是利用加熱作用使溶液中一部分溶劑汽化而獲得，適用于牛奶、葡萄糖、e5a48de588b63231313335323631343130323136353331333431343063淀粉、木糖、制藥、化工、生物工程、環保工程、廢液回收等行業進行低溫連續式蒸發濃縮。
3.三效蒸發器
采用列管式循環外加熱工作原理，物料受熱時間短、蒸發速度快，濃縮比重大，有效保持物料原效。廣泛適用于制藥、化工、食品、輕工等行業的液體物料的蒸發濃縮工藝過程。
4.四效蒸發器
具有傳熱效率高，物料受熱時間短等主要特點，所以特別適用于熱敏性、粘滯性、發泡性等物料，適用于牛奶、葡萄糖、淀粉、木糖、制藥、化工、生物工程、環保工程、廢液回收等行業進行低溫連續式蒸發濃縮。
5.五效蒸發器
適用于牛奶、葡萄糖、有機酸、VC、木糖、制藥、化工、生物工程等行業進行蒸發濃縮。設備整個加熱系統由于蒸汽加熱均勻、料液為液膜式流動蒸發，所以具有傳熱效率高加熱時間短等主要特點。

簡訴雙效減壓濃縮器的工作原理和工作流程如何控制濃縮效率如何控制好出膏密度和溫度？

一、 主要用途主要適用于制藥、食品、化工等工業部門對液料的濃縮，并且亦能回收酒精和簡單的回流提取。二、 結構和操作本設備主要包括濃縮罐、第一冷凝器、汽液分離器、第二冷凝器、冷卻器、受液桶六個部件組成，全部用不銹鋼制造。為了適應不同規模藥廠及試驗性部門的需要，減壓濃縮罐規格系列包括50L、100L、200L、300L、500L、700L、1000L和2000L共八種濃縮罐為夾套結構，冷凝器為列管式，冷卻器為蛇管式。加料采用真空加料，所以使用時，開啟真空泵同時開啟進料閥，罐內液面為了保證一定的蒸發空間，擬與筒體視鏡相近為宜。關閉加料閥門后即可打開夾套蒸汽閥門，使罐內料液適度沸騰，開始蒸發。為了加快速度，采用減壓濃縮，其真空度的高低由用戶的不同要求自定。本設備用作濃縮工藝時，第一冷凝器不必通入冷凝水，否則會產生內回流，減慢濃縮速度，而在回收酒精或作簡單提取工藝時第一冷凝器通入冷凝水使其產生冷凝水使其產生冷凝作用才有意義。操作可分連續和間隙兩種，如果采用減壓工藝，連續進料，在進料管路上應配制流量計，控制進料量。流量計型號建議采用LZB-10、或LZB-15，其流量范圍根據濃縮罐容器大小而定。加料高度，不使罐內液段超過筒體視鏡為宜。但目前不少藥廠以間隙操作為多，這樣操作比較簡單，效率亦較低，但操作比較方便。出料只能在罐內恢復常壓后進行，所以是間隙出料。

雙效濃縮器的工作原理是什么？

在真空條件下,使料液的沸點降低而進行的蒸發的方法

雙效濃縮器的技術參數

規格 型號 SJN ll 500 SJN ll 1000 SJN ll 1500 SJN ll 2000 蒸發量 (Kg/h) 500 1000 1500 2000 　　耗汽量 (Kg/h) ≤250 ≤500 ≤750 ≤1000 　　外型尺寸（長x寬x高）(m) 4×1.5×3.3 5×1.6×3.5 6×1.6×3.7 6.5×1.7×4.3 　　循環耗水量 (T/h) 6 12 15 18 　　蒸發溫度(℃) 一效 80-90 真空度Mpa 一效 0.02~0.04 　　二效 55-70 　　二效0.05-0.06蒸氣壓力 (Mpa) <0.25 　　濃縮比重 1.2-1.3　　容器類別 一類

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