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刮板式薄膜蒸發(fā)器（短程精餾設(shè)備,，分子蒸餾裝置）
一,、概述
分離技術(shù)是化工生產(chǎn)三大技術(shù)之一,，分離過程的優(yōu)劣對產(chǎn)品質(zhì)量、效率,、消耗,、效益影響極大。GXZ旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器,，是按物料的揮發(fā)度不同進(jìn)行分離的設(shè)備。該設(shè)備的傳熱系數(shù)高,、蒸發(fā)溫度低,、物料停留時(shí)間短，熱效率高,、蒸發(fā)強(qiáng)度大,。在石化、精細(xì)化工,、農(nóng)藥,、食品、醫(yī)藥,、生物化工等行業(yè)中廣泛應(yīng)用于蒸發(fā),、濃縮、脫溶,、提純,、汽提、脫氣,、脫臭等過程,。
薄膜蒸發(fā)器是通過旋轉(zhuǎn)刮膜器強(qiáng)制成膜，并高速流動,，熱傳遞效率高,，停留時(shí)間短（約5~15秒），可在真空條件下進(jìn)行降膜蒸發(fā)的一種新型蒸發(fā)器,。它傳熱系數(shù)大,、蒸發(fā)強(qiáng)度高、過流時(shí)間短,、操作彈性大,，尤其適宜熱敏性物料、高粘度物料及易結(jié)晶含顆粒物料的蒸發(fā)濃縮,、脫氣脫溶,、蒸餾提純。它由一個(gè)或多個(gè)帶夾套加熱的圓筒體及筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)的刮膜器組成,。刮膜器將進(jìn)料連續(xù)地在加熱面刮成厚薄均勻的液膜并向下移動,；在此過程中,，低沸點(diǎn)的組份被蒸發(fā)，而殘留物從蒸發(fā)器底部排出,。
二,、性能特點(diǎn)
·真空壓降小：
物料汽化氣體從加熱面送到外置的冷凝器,，存在一定的壓差,。在一般的蒸發(fā)器中，這種壓力降（Δp）通常是比較高的,，有時(shí)甚至高得難于接受,。而刮板式薄膜蒸發(fā)器有較大的氣體穿越空間，蒸發(fā)器內(nèi)壓力能看成與冷凝器中的壓力幾乎相等,，因此,，壓力降很小,真空度可≤1Pa。
·操作溫度低：
由于上述特性,，這使得蒸發(fā)過程可以保持在較高真空度條件下進(jìn)行,。由于真空度的提高，與之相應(yīng)的物料沸點(diǎn)迅速降低,，因此,，操作可以在較低溫度下進(jìn)行，降低了產(chǎn)品的熱分解,。
·受熱時(shí)間短：
由于刮板式薄膜蒸發(fā)器的*結(jié)構(gòu),，刮膜器具有泵送作用，使得物料在蒸發(fā)器內(nèi)的停留時(shí)間很短,；另,，在加熱的蒸發(fā)器上由于薄膜的高速湍流使得產(chǎn)品不會滯留在蒸發(fā)器表面。因此,，特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā),。
·蒸發(fā)強(qiáng)度高：
物料沸點(diǎn)的降低，增大了同熱介質(zhì)的溫度差,；刮膜器的功能,，減小了呈現(xiàn)湍流狀態(tài)的液膜厚度，降低了熱阻,。同時(shí),，在這過程中抑制物料在加熱面結(jié)壁、結(jié)垢,，并伴有良好的熱交換,，因此，提高了刮板式薄膜蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù),。
·操作彈性大：
正是由于刮板式薄膜蒸發(fā)器*的性能,，使其適宜于處理熱敏性和要求平穩(wěn)蒸發(fā)的,、高粘度的及隨濃度提高粘度急劇增加的物料，其蒸發(fā)過程也能平穩(wěn)蒸發(fā),。
它還能成功地應(yīng)用于含固顆粒,、結(jié)晶、聚合,、結(jié)垢等情況物料的蒸發(fā)和蒸餾,。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
在熱交換工程中,，刮板式薄膜蒸發(fā)器得到廣乏的應(yīng)用,。尤其對熱敏性物料（時(shí)間短暫）的熱交換，刮膜器有利于熱交換的進(jìn)行,，并通過不同的刮膜器設(shè)計(jì)，能進(jìn)行復(fù)雜產(chǎn)品的蒸餾,。
刮膜蒸發(fā)器已在下述領(lǐng)域用于蒸發(fā)濃縮,、脫溶、汽提,、反應(yīng),、脫氣、除臭（氣）味等為目的,，取得了良好效果：
中,、西藥：抗生素，糖液,，雷公滕,、黃芪等中草藥，甲基咪唑,、單腈胺等中間體,；
輕工食品：果汁，肉汁,，色素,，香精，香料,，酶制劑,、乳酸、木糖,、淀粉糖,，山梨酸鉀；
油脂日化：卵磷酯,，VE,，魚肝油,，油酸，甘油,，脂肪酸,，廢潤滑油，烷基多糖苷,，醇醚硫酸鹽等,；
合成樹脂：聚酰胺樹脂，環(huán)氧樹脂,，多聚甲醛,，PPS（癸二酸聚丙烯酯），PBT,，甲酸丙烯酯,；
合成纖維：PTA，DMT,，炭素纖維,，聚四氫呋喃，聚醚多元醇等,；
石油化學(xué)：TDI,，MDI，*基氫醌,，三羥甲基丙烷,，氫氧化鈉等；
農(nóng)藥生物：乙草胺,、丙草胺,、毒死蜱、呋喃酚,、廣滅靈,、等除草劑，殺蟲劑,、除莠劑,，除螨劑；
廢 水：無機(jī)鹽廢水等,；
四,、工作原理
分子蒸餾是利用液相中輕重組份分子逸出液相主體時(shí)分子自由程的差來實(shí)現(xiàn)分離。要實(shí)現(xiàn)分子蒸餾的基本條件是：輕組份分子逸出的分子自由程等于加熱面與冷凝面的距離,，能正確地達(dá)到內(nèi)置冷凝器實(shí)現(xiàn)捕集,，而重組份分子逸出的分子自由程要小于加熱面與冷凝面的距離，使其不會達(dá)到內(nèi)置冷凝器，也就是內(nèi)置冷凝器只捕集輕組份的分子,，而實(shí)現(xiàn)輕重組份的分離,。
短程蒸餾器就是根據(jù)分子蒸餾的原理而設(shè)計(jì)的，是模擬分子蒸餾的模型,，由于其加熱面和冷卻面的距離很近,，阻力很小，故稱短程蒸餾器,。由于內(nèi)置冷凝器的作用,，能把汽化的汽相瞬間液化，收縮體積,，因此能維持設(shè)備內(nèi)部的高真空,。短程蒸餾器的操作真空可達(dá)1Pa,是其它蒸發(fā)、蒸餾設(shè)備難以達(dá)到的,因此,，短程蒸餾器特別適用于在常壓下高沸點(diǎn),，用普通分離方法難以分離的物料，作為一種新型的液--液分離設(shè)備已有很多行業(yè)得到了成功經(jīng)驗(yàn),。根據(jù)物料特性的不同,，也有各種刮板形式的選擇，原理與刮板蒸發(fā)器相似,。
短程蒸餾器的處理能力：
由于短程蒸餾器一般是用來處理高沸點(diǎn)的物料，通常粘度都較高,，又通常是用導(dǎo)熱油加熱,，因此分離能力也較小，根據(jù)物料的不同,，分離能力為30-70kg/ m2.hr,。
物料從加熱區(qū)的上方徑向進(jìn)入蒸發(fā)器；經(jīng)布料器分布到蒸發(fā)器加熱壁面,，然后,，旋轉(zhuǎn)的刮膜器將物料連續(xù)均勻地加熱面上刮成厚薄均勻的液膜，并以螺旋狀向下推進(jìn),。在此過程中,，旋轉(zhuǎn)的刮膜器保證連續(xù)和均勻的液膜產(chǎn)生高速湍流，并阻止液膜在加熱面結(jié)焦,、結(jié)垢,，從而提高傳總系數(shù)。輕組份被蒸發(fā)形成蒸汽流上升,，經(jīng)汽液分離器到達(dá)和蒸發(fā)器直接相連的外置冷凝器,；重組份從蒸發(fā)器底部的錐體排出。
一個(gè)*的布料器不僅僅具有將物料均勻地潑向蒸發(fā)器內(nèi)壁,，防止物料濺到蒸發(fā)器內(nèi)部噴入蒸汽流,，還具有防止剛進(jìn)入的物料在此處閃蒸,，有利于泡沫的消除，物料只能沿著加熱面蒸發(fā),。
在刮膜蒸發(fā)器的上部配有一個(gè)依據(jù)物料特性設(shè)計(jì)的離心式分離器,，將上升蒸汽流中的液滴分離出來并返回布料器。
五,、使用介紹
分子蒸餾是利用液相中輕重組份分子逸出液相主體時(shí)分子自由程的差來實(shí)現(xiàn)分離,。要實(shí)現(xiàn)分子蒸餾的基本條件是：輕組份分子逸出的分子自由程等于加熱面與冷凝面的距離，能正確地達(dá)到內(nèi)置冷凝器實(shí)現(xiàn)捕集,，而重組份分子逸出的分子自由程要小于加熱面與冷凝面的距離,，使其不會達(dá)到內(nèi)置冷凝器，也就是內(nèi)置冷凝器只捕集輕組份的分子,，而實(shí)現(xiàn)輕重組份的分離,。
儀器部件作用介紹：
1.電機(jī)、減速機(jī)
它是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置,。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(yùn)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(shè)在分離筒身下端的入口切向進(jìn)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(jì)算的分離筒身的合理設(shè)計(jì),，是避免物料“短路”的關(guān)鍵因素之一,。(所謂“短路”，系指物料剛進(jìn)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(zhuǎn)子上,。合理的設(shè)計(jì),，使從切線方向進(jìn)入蒸發(fā)器的物料，通過旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)刮板強(qiáng)制成膜的物料與夾套內(nèi)加熱介質(zhì)進(jìn)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)機(jī)床加工和拋光,，且與兩端法蘭連接面一次加工而就，保證設(shè)備整體圓心度,。經(jīng)過拋光的筒身內(nèi)壁光滑潔亮,，不易粘料和結(jié)垢，有效保證了設(shè)備的高傳熱系數(shù),。
6.轉(zhuǎn)子
安裝在蒸發(fā)器筒體內(nèi)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)架組成,。轉(zhuǎn)子由電機(jī)、減速機(jī)驅(qū)動,，并帶動刮板作圓周運(yùn)動,。轉(zhuǎn)架采用不銹鋼精密鑄件加工而成，使其強(qiáng)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(yùn)動,，將物料不斷地在蒸發(fā)面上刮成薄膜,，以達(dá)到薄膜蒸發(fā)的效果。