升膜式蒸发器结构原理

        从这篇文章起，我们会介绍我在第一篇文章中提到的单程型蒸发器，回顾一下，单程型蒸发器有升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心薄膜式等。在接下来的三四篇文章中，我们会对着几种蒸发器一一介绍。首先我们从升膜式开始说起。

A:物料进口B:冷凝水出口C:蒸汽进口D:浓缩液出口E:二次蒸汽出口

        升膜式蒸发器又称爬升膜蒸发器，它的加热室由单根或多根垂直管组合而成，加热管长径比一般为100~150，管径一般在25~50mm之间。原料液必须经预热达到沸点或接近沸点后，通过加热室的底部引入管内，然后被高速上升的二次蒸汽（不应小于10m/s，一般为20~50m/s，减压下可高达100~160m/s或更高）带动，沿这壁面的边，呈膜状流动，在上升过程中边流动边进行蒸发，在加热室顶部达到所需浓度，然后完成液从分离器底部排出。它的原理就是虹吸泵的原理，根据在沸腾过程中产生的蒸汽气泡的升力，液体和蒸汽并流向上流动，同时，产生的蒸汽量增加，从而，在管壁上产生流动的膜，即液体向上“爬”。并流向上运动有助于在液体中产生高度的湍流。若将常温下的液体直接引入加热室，则在加热室底部必有一部分受热面用来加热溶液使其达到沸点后才能汽化，溶液在这部分壁面上不能呈膜状流动，而在各种流动状态中，又以膜状流动效果最好，故溶液应预热到沸点或接近沸点后再引入蒸发器。

        需要注意的是，进入升膜式蒸发器中料液的温度必须大于或等于蒸发温度，否则料液在蒸发器底部必有一部分受热商用来加热料液使其达到沸点后才能汽化蒸发，不仅如此，低温的物料进入蒸发器不能马上形成液膜，而且在泵及真空的作用下会以液柱的形式上升，从而降低了蒸发效率。因此，低于沸点温度的料液要经过预加热到沸点或沸点以上温度方可进入蒸发器，这样蒸发参数才会很快达到要求并稳定。

        这种蒸发器，溶液只需一次通过加热管即可达到所要求的浓度，所以这种蒸发器适用于浓缩程度不高的稀溶液及热敏性物料，不适用于高粘度、有晶体析出和易结垢的溶液。

        因为这种蒸发器属于单程型蒸发器，所以当蒸发参数稳定后，料液在蒸发器中是不会进行循环，也就是说一次进料一次出料即能达到设计蒸发要求。所以，这种蒸发器的优缺点就显而易见：

        优点：溶液停留时间短，故特别适用于热敏性物料的蒸发；温度差损失较小，表面传热系数较大。

        缺点：设计或操作不当时不易成膜，热流量将明显下降；不适用于易结晶、结垢物料的蒸发。