Z系列高效旋轉薄膜蒸發(fā)器

一、概述
       由本廠生產(chǎn)制造的Z系列旋轉刮板薄膜蒸發(fā)器，是一種通過旋轉刮板強制成膜，可在真空條件下進行降膜蒸發(fā)的新型高效蒸發(fā)器。它傳熱系數(shù)大、蒸發(fā)強度高、過流時間短、操作彈性大，尤其適宜熱敏性物料、高粘度物料及易結晶含顆粒物料的蒸發(fā)濃縮、脫氣脫溶、蒸餾提純。因此，在化工、石化、醫(yī)藥、農(nóng)藥、日化、食品、精細化工等行業(yè)獲得廣泛應用。
       我廠生產(chǎn)制造該類設備已十年有余，積累了豐富的制造和使用經(jīng)驗。多年來，根據(jù)市場需求，密切結合用戶的生產(chǎn)實際，以滿足用戶的工藝要求為前提，選擇合理適宜的設備結構，保證上乘可靠的制造質(zhì)量，在工裝設備、檢測手段及產(chǎn)品設計等方面不斷改進并日趨完善，取得了引人注目的成績，技術水平和產(chǎn)品質(zhì)量在國內(nèi)處水平。
二、結構特點
       Z系列薄膜蒸發(fā)器的主要結構各結構件分述如下：
       1.電機、減速機
       它是轉子旋轉的驅(qū)動裝置。轉子的轉動速度將起決于刮板的形式，物料的粘度和蒸發(fā)筒身內(nèi)徑；選擇刮板合適的線速度是保證蒸發(fā)器穩(wěn)定可靠運行及滿意蒸發(fā)效果的重要參數(shù)之一。
       2.分離筒
       物料由設在分離筒身下端的入口切向進入蒸發(fā)器，并經(jīng)安裝在分離筒身內(nèi)的布料器被連續(xù)均勻地分布于蒸發(fā)筒身內(nèi)壁，從蒸發(fā)筒身蒸發(fā)出的二次蒸汽上升至分離筒，經(jīng)安裝在內(nèi)的氣液分離器，將二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫分離，二次蒸汽從上端的出口引出蒸發(fā)器。
       依據(jù)于蒸發(fā)器內(nèi)阻力計算的分離筒身的合理設計，是避免物料“短路”的關鍵因素之一。（所謂“短路”，系指物料剛進蒸發(fā)器，尚未完成蒸發(fā)過程，即從二次蒸汽出口離開蒸發(fā)器。）
       3.布料器
       布料器安裝在轉子上。合理的設計，使從切線方向進入蒸發(fā)器的物料，通過旋轉的布料器，被連續(xù)均勻地呈膜上潑布在蒸發(fā)面上。
       4.氣液分離器
       旋片式氣液分離器安裝在分離筒上方，它將上升的二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫捕集，并使之回落到蒸發(fā)面上。
       5.蒸發(fā)筒身
       又稱加熱筒身。它是被旋轉刮板強制成膜的物料與夾套內(nèi)加熱介質(zhì)進行熱交換的蒸發(fā)面。蒸發(fā)筒身的內(nèi)徑及長度由蒸發(fā)面積及適宜的長徑比確定。
       加熱筒身內(nèi)壁經(jīng)專用機床加工和拋光，且與兩端法蘭連接面一次加工而就，保證設備整體圓心度。經(jīng)過拋光（必要時鏡面拋光）的筒身內(nèi)壁光滑潔亮，不易粘料和結垢，有效保證了設備的高傳熱系數(shù)。
       5.1若加熱介質(zhì)為蒸汽，加熱筒身一般采用夾套形式。
       5.2若加熱介質(zhì)為導熱油或高壓蒸汽時，加熱筒身一般采用半管形式。
       6.轉子
       安裝在蒸發(fā)器筒體內(nèi)的轉子由轉軸與轉架組成。轉子由電機、減速機驅(qū)動，并帶動刮板作圓周運動。轉架采用不銹鋼塑料加工而成，使其強度、幾何尺寸、穩(wěn)定性等都得到有效保證。
       7.刮板
       由于刮板的運動，將物料不斷地在蒸發(fā)面上刮成薄膜，以達到薄膜蒸發(fā)的效果。
       根據(jù)物料的粘度等特性，有下述四種刮板形式可供選擇：
       （1） 滑動刮板
       滑動刮板是一種基本、常見的刮板形式。刮板被安裝在轉子的四條刮板導槽內(nèi)，由于受轉子旋轉的離心力作用而沿徑向甩向蒸發(fā)筒體內(nèi)壁面，同時隨轉子一起作圓周運動。刮板的這種刮動，使物料在蒸發(fā)壁面上呈膜狀湍流狀態(tài)，大提高了傳熱系數(shù)，同時這種連續(xù)不斷的刮動，有效地抑制物料的過熱、干壁和結垢等現(xiàn)象。
       通常，刮板采用填充聚四氟乙烯材質(zhì)，它適宜低于150℃的工作溫度；當蒸發(fā)溫度高于150℃時，需采用碳纖維材質(zhì)。刮板的端面加工有呈一定角度的導液槽。
       （2） 固定刮板
       固定刮板都采用金屬材料，它被剛性連接在轉子上，刮板的長度同蒸發(fā)筒身，旋轉刮板與蒸發(fā)筒身內(nèi)壁的間隙僅為1-2mm，要求較高的加工與安裝精度，它適宜特高粘度及易起泡沫物料的蒸發(fā)濃縮、脫溶或提純。
       （3） 鉸鏈刮板
       這種刮板適宜于易在加熱面上結垢的物料，刮板通常采用非金屬件，采用活動鉸鏈方式將刮板安裝在轉架上。當轉子轉動時，由于離心力的作用，刮板被緊壓在蒸發(fā)筒體內(nèi)壁，（與壁面）呈一定角度在壁面滑動，將物料刮成薄膜，且防止壁面結垢。
       （3）螺旋刮板
該刮板適用于流動性差，易結垢、特高粘度物料的濃度。當轉子旋轉時靠螺旋刮板的推力，使?jié)饪s物料順利向下流動。
       8.底封頭
       單獨設計的W型底封頭，并配置耐高溫自潤滑軸承，既便于物料的出料，同時，便于底軸承的維護和維修。
三、性能特點
       薄膜蒸發(fā)器具備的下述*的優(yōu)點，是常規(guī)膜式蒸發(fā)器所不能比擬的：
       1.小的壓力損失在旋轉刮板薄膜蒸發(fā)器中，物料“流”與二次蒸汽“流”是兩個獨立的“通道”：物料是沿蒸發(fā)筒體內(nèi)壁（強制成膜）降膜而下；而由蒸發(fā)面蒸發(fā)出的二次蒸汽則從筒體的空間幾乎*地離開蒸發(fā)器，因此壓力損失（或稱阻力降）是小的。為此
       2.可實現(xiàn)真正真空條件下的操作
       正由于二次蒸汽由蒸發(fā)面到冷凝器的阻力小，因此可使整個蒸發(fā)筒體內(nèi)壁的蒸發(fā)面維持較高的真空度（可達-750mmHg以上），幾乎等于真空系統(tǒng)出口的真空度。由于真空度的提高，有效降低了被處理物料的沸點。
       3.高傳熱系數(shù)，高蒸發(fā)強度
       物料沸點的降低，增大了與熱介質(zhì)的溫度差；呈湍流狀態(tài)的液膜，降低了熱阻；同樣，抑制物料在壁面結焦、結垢，也提高了蒸發(fā)筒壁的分傳熱系數(shù)；高效旋轉薄膜蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)可高達8000KJ/h·㎡·℃，因此其蒸發(fā)強度很高。
       4.低溫蒸發(fā)
       由于蒸發(fā)筒體內(nèi)能維持較高的真空度，被處理物料的沸點大大降低，因此特別適合熱敏性物料的低溫蒸發(fā)。
       5.過流時間短
       物料在蒸發(fā)器內(nèi)的過流時間很短，小于10秒左右；對于常用的活動刮板而言，其刮動物料的端面有導流的溝槽，其斜角通常為45°，改變斜角的角度，可改變物料的過流時間，物料在刮板的刮動下，呈螺旋下降離開蒸發(fā)段。縮短過流時間，有效防止產(chǎn)品在蒸發(fā)過程中的分解、聚合或變質(zhì)。
       6.可利用低品位蒸汽
       蒸汽是常用的熱介質(zhì)，由于降低了物料的沸點，在保證相同Δt的條件下，就可降低加熱介質(zhì)的溫度，利用低品位的蒸汽，有利于能量的綜合利用。特別適宜作為多效蒸發(fā)的末效蒸發(fā)器。
       7.適應性強、操作方便
       *的結構設計，使該產(chǎn)品可處理一些常規(guī)蒸發(fā)器不易處理的高粘度、含顆粒、熱敏性及易結晶的物料。
       旋轉薄膜蒸發(fā)器操作彈性大，運行工況穩(wěn)定，且維護工作量小，維修方便。
四、產(chǎn)品規(guī)格
       注：1. 蒸可發(fā)面積按上述標準規(guī)格從0.1m2-40m2可供選擇，并且根據(jù)用戶特殊要求進行設計制作。
       2.可依據(jù)不同的工藝要求選取合適的刮板形式。
       3.主筒體（與物料接觸部分）及夾套材質(zhì)可根據(jù)用戶及實際需要，采用碳鋼、sus304、316L、356Ti、310S或鈦材、鎳材、搪瓷等。
五、應用行業(yè)及操作單元示例
       高效旋轉薄膜蒸發(fā)器現(xiàn)已廣泛應用于中西藥、農(nóng)藥、輕工、日化、生物化工、精細化工、石油化工等領域，并收到良好效果。
上表主要應用待業(yè)及典型物料表：
       薄膜蒸發(fā)器可用作物料的濃縮、脫氣、脫溶（溶劑回收）、提純等化工單元操作、下列流程可供參考：
       1、物料濃縮（蒸發(fā)水分）
       2、脫溶或提純
       3、作為精餾塔的再沸器
       4、與列管式蒸發(fā)器組成多效蒸發(fā)器
       5.與短程蒸餾器組成多級蒸餾
六、薄膜蒸發(fā)器選型須知
       薄膜蒸發(fā)器的選型應綜合考慮各方面的因素，且這些因素又是相互關聯(lián)的，一般需考慮：
       1. 蒸發(fā)面積的確定
       ▲ 蒸發(fā)量的計算，根據(jù)處理量及進.出料濃度，計算出單位時間的蒸發(fā)量（Kg/h）；
       ▲ 根據(jù)物料的粘度、濃度、蒸發(fā)溫度等估測蒸發(fā)器的蒸發(fā)強度；
       ▲ 考慮一定的富余量，計算出要求的蒸發(fā)面積。
       2. 真空度的確定
       ▲ 真空度的獲得是以消耗能量為代價的，只要滿足蒸發(fā)要求，不必要求過高的真空度；
       ▲ 依據(jù)物料的熱敏性，估算出在此蒸發(fā)溫度下的真空度；
       ▲ 考慮一定的泄漏可能，及二次蒸汽的沿程阻力，確定所需的真空度；
       3. 刮板形式及材質(zhì)的確定
       ▲ 根據(jù)物料的粘度、結晶傾向、泡沫等物化性能，選擇合適的刮板形式，同時考慮蒸發(fā)溫度，確定合適的材質(zhì)；
       4. 熱媒質(zhì)的確定
       ▲ 根據(jù)所需的蒸發(fā)溫度及消耗的熱量，確定采用蒸汽或熱水或?qū)嵊偷饶骋环N合適的熱媒質(zhì)。
       5. 蒸發(fā)器材質(zhì)的選擇確定
       6. 電機防爆性能的選擇并確定
       本廠積多年實際應用的經(jīng)驗，將無保留地協(xié)助客戶作出合適的產(chǎn)品選型。