一、薄膜蒸发器的结构
1、加热器:用于提供蒸发所需的热量,使液体在蒸发器表面形成均匀的薄膜并加热至蒸发温度。
2、蒸发室:内部设有螺旋形或其他形状的薄膜蒸发器(如刮板蒸发器),用于实现液体薄膜的均匀分布和加速蒸发。蒸发室通常与加热器相连,确保液体在蒸发前得到充分的预热。
3、冷凝器:用于冷却蒸发后的气体,使其凝结成液体,从而得到蒸发出来的溶质。冷凝器通常与蒸发室通过管道相连,形成完整的蒸发-冷凝系统。
4、真空系统:用于在蒸发室和冷凝器之间形成一定的真空度,以降低液体的沸点并加速蒸发过程。真空系统通常包括真空泵和相关的管道、阀门等部件。
5、液体进出口:用于液体的输入和输出。进口通常位于蒸发室的底部或侧面,用于将待处理的液体加入蒸发室;出口则位于蒸发室的另一端或底部,用于排出残余液体或浓缩后的液体。
此外,根据具体的应用需求,薄膜蒸发器还可能包括电机、减速机、分离筒、布料器、气液分离器等部件,以实现更高效的蒸发和分离过程。
二、薄膜蒸发器的工作原理
1、液体形成薄膜
待蒸发的液体通过进料装置进入蒸发器内部,并在加热面上形成一层均匀的薄膜。这层薄膜可以是因液体在加热面上的快速移动而自然形成,或者由刮板等机械装置分布形成。薄膜的形成增加了液体的蒸发面积,从而提高了蒸发效率。
2、加热蒸发
加热面通常由夹套或加热管构成,内部通过蒸汽、热水或其他热媒传递热量。液体薄膜在加热面的高温作用下迅速蒸发,形成蒸汽。由于薄膜很薄,热量可以快速、均匀地传递给液体,实现快速蒸发。
3、蒸汽冷凝
蒸发产生的蒸汽通过管道进入冷凝器,在冷凝器中通过冷却水或其他冷却介质冷却后变成液体。这样,蒸发出来的溶质就被收集起来,而残余液体则通过液体出口排出。
4、真空控制
薄膜蒸发器通常在减压(真空)条件下操作,以降低液体的沸点并加速蒸发过程。真空系统的存在使得蒸发室内的压力降低,从而降低了液体的沸点温度。这对于热敏性物料尤其重要,可以防止物料在高温下分解或变质。