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蒸發(fā)就是用加熱的方法,表冷器將含有不揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液加熱至沸騰狀況,使部分溶劑汽化并被移除,從而提高溶劑中溶質(zhì)濃度的單元操作。工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用蒸發(fā)操作有以下幾種場合:1、同城濃縮稀溶液直接制取產(chǎn)品或?qū)馊芤涸偬幚恚ㄈ缋鋮s結(jié)晶)制取固體產(chǎn)品,例如電解燒堿液的濃縮,食糖水溶液的濃縮及各種果汁的濃縮等。2、同城同時濃縮溶液和回收溶劑,例如有機(jī)磷農(nóng)藥苯溶液的濃縮脫苯,中藥生產(chǎn)中酒精浸出液的蒸發(fā)等。3、同城為了獲得純凈的溶劑,例如海水淡化等。總之,在化學(xué)工業(yè)、同城食品工業(yè)、同城制藥等工業(yè)中,蒸發(fā)操作被廣泛應(yīng)用。
表冷器在制冷系統(tǒng)中,蒸發(fā)器、當(dāng)?shù)乇砝淦鳌?dāng)?shù)貕嚎s機(jī)和節(jié)流閥是制冷系統(tǒng)中必不可少的四大件,這當(dāng)中蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備。制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實現(xiàn)制冷。壓縮機(jī)是心臟,起著吸入、當(dāng)?shù)貕嚎s、當(dāng)?shù)剌斔椭评鋭┱羝淖饔谩1砝淦魇欠懦鰺崃康脑O(shè)備,將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)功所轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用,同時控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的量,并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。實際制冷系統(tǒng)中,除上述四大件之外,常常有一些輔助設(shè)備,如電磁閥、當(dāng)?shù)胤峙淦鳌?dāng)?shù)馗稍锲鳌?dāng)?shù)丶療崞鳌?dāng)?shù)匾兹廴?dāng)?shù)貕毫刂破鞯炔考M成,它們是為了提高運行的經(jīng)濟(jì)性、當(dāng)?shù)乜煽啃院托远O(shè)置的。空調(diào)機(jī)根據(jù)冷凝形式可分為水冷式和空冷式兩種,根據(jù)使用目的可分為單冷式和制冷制暖式兩種,不論是哪一種型式的構(gòu)成,都是由以下的主要部件組合而成的。
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刮板式表冷器表冷器外殼內(nèi)帶有加熱蒸汽夾套,其內(nèi)裝有可旋轉(zhuǎn)的葉片即刮板。刮板有固定式和轉(zhuǎn)子式兩種,前者與殼體內(nèi)壁的間隙為0.5~1.5mm,后者與器壁的間隙隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)而變。料液由表冷器上部沿切線方向加入(亦有加至與刮板同軸的甩料盤上的)。由于重力、當(dāng)?shù)仉x心力和旋轉(zhuǎn)刮板刮帶作用,溶液在器內(nèi)壁形成下旋的薄膜,并在此過程中被蒸發(fā)濃縮,完成液在底部排出。這種表冷器是一種利用外加動力成膜的單程型表冷器,其突出優(yōu)點是對物料的適應(yīng)性很強(qiáng),且停留時間短,一般為數(shù)秒或幾十秒,故可適應(yīng)于高粘度(如栲膠、當(dāng)?shù)胤涿鄣龋┖鸵捉Y(jié)晶、當(dāng)?shù)亟Y(jié)垢、當(dāng)?shù)責(zé)崦粜缘奈锪稀5浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,動力消耗大,每平方米傳熱面約需1.5~3kW。此外,其處理量很小且制造安裝要求高。
直接接觸傳熱的表冷器實際生產(chǎn)中,有時還應(yīng)用直接接觸傳熱的表冷器。它是將燃料(通常為煤氣和油)與空氣混合后,在浸于溶液中的燃燒室內(nèi)燃燒,產(chǎn)生的高溫火焰和煙氣經(jīng)燃燒室下部的噴嘴直接噴入被蒸發(fā)的溶液中。高溫氣體和溶液直接接觸,同時進(jìn)行傳熱使水分蒸發(fā)汽化,產(chǎn)生的水汽和廢煙氣一起由表冷器頂部排出。其燃燒室在溶液中的浸沒深度一般為0.2~0.6m,出燃燒室的氣體溫度可達(dá)1000℃以上。因是直接觸接傳熱,故它的傳熱效果很好,熱利用率高。由于不需要固定的傳熱壁面,故結(jié)構(gòu)簡單,特別適用于易結(jié)晶、結(jié)垢和具有腐蝕性物料的蒸發(fā)。在廢酸處理和硫酸銨溶液的蒸發(fā)中,它已得到廣泛應(yīng)用。但若蒸發(fā)的料液不允許被煙氣所污染,則該類表冷器一般不適用。而且由于有大量煙氣的存在,限制了二次蒸氣的利用。此外噴嘴由于浸沒在高溫液體中,較易損壞。從上介紹可以看出,表冷器的結(jié)構(gòu)型式很多,各有其優(yōu)缺點和適用的場合。在選型時,首先要看它能否適應(yīng)所蒸發(fā)物料的工藝特性,包括物料的粘性、熱敏性、腐蝕性以及是否容易結(jié)晶或結(jié)垢等,然后再要求其結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、金屬消耗量少,維修方便、傳熱效果好等等。
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