一、薄膜蒸發器的結構
1、加熱器:用于提供蒸發所需的熱量,使液體在蒸發器表面形成均勻的薄膜并加熱至蒸發溫度。
2、蒸發室:內部設有螺旋形或其他形狀的薄膜蒸發器(如刮板蒸發器),用于實現液體薄膜的均勻分布和加速蒸發。蒸發室通常與加熱器相連,確保液體在蒸發前得到充分的預熱。
3、冷凝器:用于冷卻蒸發后的氣體,使其凝結成液體,從而得到蒸發出來的溶質。冷凝器通常與蒸發室通過管道相連,形成完整的蒸發-冷凝系統。
4、真空系統:用于在蒸發室和冷凝器之間形成一定的真空度,以降低液體的沸點并加速蒸發過程。真空系統通常包括真空泵和相關的管道、閥門等部件。
5、液體進出口:用于液體的輸入和輸出。進口通常位于蒸發室的底部或側面,用于將待處理的液體加入蒸發室;出口則位于蒸發室的另一端或底部,用于排出殘余液體或濃縮后的液體。
此外,根據具體的應用需求,薄膜蒸發器還可能包括電機、減速機、分離筒、布料器、氣液分離器等部件,以實現更高效的蒸發和分離過程。
二、薄膜蒸發器的工作原理
1、液體形成薄膜
待蒸發的液體通過進料裝置進入蒸發器內部,并在加熱面上形成一層均勻的薄膜。這層薄膜可以是因液體在加熱面上的快速移動而自然形成,或者由刮板等機械裝置分布形成。薄膜的形成增加了液體的蒸發面積,從而提高了蒸發效率。
2、加熱蒸發
加熱面通常由夾套或加熱管構成,內部通過蒸汽、熱水或其他熱媒傳遞熱量。液體薄膜在加熱面的高溫作用下迅速蒸發,形成蒸汽。由于薄膜很薄,熱量可以快速、均勻地傳遞給液體,實現快速蒸發。
3、蒸汽冷凝
蒸發產生的蒸汽通過管道進入冷凝器,在冷凝器中通過冷卻水或其他冷卻介質冷卻后變成液體。這樣,蒸發出來的溶質就被收集起來,而殘余液體則通過液體出口排出。
4、真空控制
薄膜蒸發器通常在減壓(真空)條件下操作,以降低液體的沸點并加速蒸發過程。真空系統的存在使得蒸發室內的壓力降低,從而降低了液體的沸點溫度。這對于熱敏性物料尤其重要,可以防止物料在高溫下分解或變質。