DEA薄膜蒸发器
物料不断地加入并被分布到垂直的蒸发器内表面。物料下降的同时,轴向设计的成膜系统不断地对物料进行混 合及成膜操作。
双夹套蒸发器靠加热介质不 断进行加热。真空系统往往 由几个单独的泵构成,用以 降低蒸发器舱内的压力。在蒸发温度和压力的作用下,蒸气从蒸气出口排出并进入到外部冷凝器,没有轻组分会从蒸发器底部排出。
机械构造
当选择材质时应充分考虑到需要完成的蒸馏任务是什么。大多数情况下 316 不锈钢就足够了。 对于腐蚀性物料,所有与物料接触的设备部分可以加工为防腐合金如哈氏合金。圆柱形的蒸发器主体靠外部加热介质进行加热,如热水或导热油,延蒸发器轴向放置的物料成膜系统是蒸发器的重要组成部分。我们的薄膜蒸发器的机械构造及相关的优点如下:
1.电机、减速机
它是转子旋转的驱动装置。转子的转动速度将起决于刮板的形式.物料的粘度和蒸发筒身内径;选择刮板合适的线速度是保证蒸发器稳定可靠运行及满意蒸发效果的重要参数之一。
2.分离筒
物料由设在分离筒身下端的入口切向进入蒸发器,并经安装在分离筒身内的布料器被连续均匀地分布于蒸发筒身内壁,从蒸发筒身蒸发出的二次蒸汽上升至分离筒,经安装在内的气液分离器,将二次蒸汽可能挟带的液滴或泡沫分离,二次蒸汽从上端的出口引出蒸发器。
依据于蒸发器内阻力计算的分离筒身的合理设计,是避免物料“短路”的关键因素之一。(所谓“短路”,系指物料刚进蒸发器,尚未完成蒸发过程,即从二次蒸汽出口离开蒸发器。)
3.布料器
布料器安装在转子上。合理的设计,使从切线方向进入蒸发器的物料,通过旋转的布料器,被连续均匀地呈膜上泼布在蒸发面上。
4.气液分离器
旋片式气液分离器安装在分离筒上方,它将上升的二次蒸汽可能挟带的液滴或泡沫捕集,并使之回落到蒸发面上。
5.蒸发筒身
又称加热筒身。它是被旋转刮板强制成膜的物料与夹套内加热介质进行热交换的蒸发面。蒸发筒身的内径及长度由蒸发面积及适宜的长径比确定。
加热筒身内壁经专用机床加工和抛光,且与两端法兰连接面一次加工而就,保证设备整体圆心度。经过抛光(必要时镜面抛光)的筒身内壁光滑洁亮,不易粘料和结垢,有效保证了设备的高传热系数。
5.1若加热介质为蒸汽,加热筒身一般采用夹套形式。
5.2若加热介质为导热油或高压蒸汽时,加热筒身一般采用半管形式。
6.转子
安装在蒸发器筒体内的转子由转轴与转架组成。转子由电机、减速机驱动,并带动刮板作圆周运动。转架采用不锈钢塑料加工而成,使其强度、几何尺寸、稳定性等都得到有效保证
DEA 轮式成膜系统
成膜系统直接影响到以下几个方面
物料膜的厚度
轻组分更易从薄的物料膜中蒸发分离。
物料均匀分布
进料的均匀分布可以保证热传导均匀,避免过热。
物料薄膜的混合
混合并更新物料蒸发表面提高蒸发量。
蒸馏时间
对于热敏性物质只能在蒸发器中停留很短的时间,合理地配置成膜系统可以大大降低物料的停留时间。
在 DEA 的薄膜蒸发和短程蒸馏中,都使用了与众不同的成膜系统。实践证明这种成膜系统性能优越,它的主体结构是由辊轮导向杆构成的柱状篮筐,辊轮材料是 PTFE 加旨型的玻璃纤维。成膜系统由蒸发器外部电机驱动旋转,离心力使辊轮压向延蒸发壁流下的物料。由于蒸发表面没有施加任何机械外力 , 减少了辊轮的磨损。
辊轮杆之间距离很大,这种开放式的结构确保蒸气发生时很小的压力降。辊轮式成膜系统保证了物料在蒸发器表面上成膜均匀,并连续更新,由于众多辊轮一同工作,不会存在物料死角现象。同时由于物料蒸发面的连续更新,大大缩短了蒸馏时间。其他成膜方式易引起的物料堆积在蒸发表面和刮辊上的现象在这里也得到了很好的解决。
薄膜蒸发器是全部真空密闭的,避免了物料因空气进入而氧化。蒸气由高于进料口的位置排出蒸发气,从而避免了象闪蒸可能发生的将未进行蒸馏的物料夹带出来。
应用优势
在实际应用中,假如因为经济原因或是因为加工过程的要求,只能维持较高的蒸发温度和蒸气压力的话,可以利用此薄膜蒸发器缩短蒸发时间以求对物料的热破坏。
物料成膜很薄并被不断混和更新,从而使蒸发很快达到气液平衡状态,这对于要求将轻组分完成分离的工作十分有效因此薄膜蒸发器可以是做为精馏柱非常好的再沸器。
薄膜蒸发器也是非常好的脱气装置。如果少量的轻组分要被脱至几个 ppm ,单位时间的蒸发量就不是十分重要了。这种情况下主要目标是将需要蒸发的轻组分,尽可能更新到物料的蒸发表面,所以成膜系统就至关重要了。
典型应用
轻组分的分离
DEA 系列薄膜蒸发器在常压或低真空情况下,可以对水酒精酯类及相似高沸点溶剂进行有效的蒸发。在一级蒸发中轻组分的蒸除率可以超过 95% ,使用内部循环进行再次蒸馏蒸除率可超过 99% ,蒸发能力可达到 400Kg /hr㎡
蒸馏
与一个或多个外部冷凝器一起使用,就可进行常压或减压蒸馏。根据产品和任务的不同蒸馏能力可达到 250Kg /hr ㎡。
精馏
与精馏柱一起使用,作为精馏柱流出的重组分的再次蒸发设备,薄膜蒸发器可以进行减压精馏,残余物含量达到 1%。
脱气
若只有少量轻组分需要脱除,如从 0.1% 降至 20ppm ,外部冷凝器就不需要。蒸气被直接吸入真空泵中,在泵中或是出泵后冷凝。为了达到脱气目的,薄膜蒸发器需要保持在 0.05mbar 左右的压力。