薄膜蒸发器的设计.pdf

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1、第39卷第5期当代化工Vo1．39，No．52010年1O月ContemporaryChemicalIndustryOctober，2010薄膜蒸发器的设计水张晓峰，邢玉华(中国有色(沈阳)冶金机械有限公司，辽宁沈阳110141)摘要：综述了机械搅拌式薄膜蒸发器的基本结构、原理，并以1m2机械搅拌式薄膜蒸发器为例论述了薄膜蒸发器的结构设计过程。机械搅拌式薄膜蒸发器是利用旋转的刮板将料液分散成均匀的薄膜，以进行物料浓缩的一种新型高效蒸发设备。关键词：薄膜蒸发器；机械搅拌式；石油化工；蒸发面积中图分类号：TQ051．6

2、L2文献标识码：A文章编号：1671—04

3、60(2010)05—0614—03常规的蒸发换热设备不可能很好地适应某些部进料口进入蒸发器，经转轴中部的布料盘通过离物料的蒸发和反应，特别是热敏性物料，粘性物料，心力均布在圆筒内壁上。再通过刮板的搅拌，驱动，有生垢发泡趋势的物料。机械搅拌薄膜蒸发器与常分散在蒸发圆筒加热内壁上形成均匀液膜。液膜吸规蒸发器相比，因其具有独特的优点，特别适用于收夹套中加热介质(回执蒸汽或导热油)供给蒸发这类物料的蒸发分离。搅拌薄膜蒸发器广泛应用与表面(圆筒内壁)的热量，在其表面进行物质的迅速石油化工，食品，生化，医药等行业。蒸发，膜层受热蒸发后会减薄。后进入的料液又被后继而来的

4、刮板扫刮，形成新膜，再蒸发，如此反复1薄膜蒸发器的基本结构进行。料液渐被浓缩，最后由出料口排出。蒸发出来薄膜蒸发器都是由驱动和蒸发浓缩两大部分的蒸汽，经除沫器，出二次蒸汽出口排出。组成。以用途最广的立式机械搅拌薄膜蒸发器为3设计条件例。其结构简图(如图l所示)。蒸发面积lm，由上述参数选择设计进料量为0．386m3／h，长径比LID=3．5。本文要设计的蒸发器工作要求参数：进料物料浓度(。)：30％；进料物料温度：45℃；进料物料黏度：0．1Pa·s；进料量：O．386m／h；出料物料浓度()：50％；出料物料温度：75℃；加热蒸汽压力(表压)：0．3MPa

5、；加热蒸汽压力温度：132．9℃；蒸发器内压力(绝压)：0．01MPa。图1薄膜蒸发器结构简图Fig．1Membraneevaporatorstructurediagram4结构设计1一电机、减速器；2一上端机械密封；3一分离筒；4一除沫器；5一分布器；6一主轴；7一转子和刮板；8一简体；9一夹套；4．1蒸发器简体与夹套设计lO一底封头；11一下端密封4．1．1蒸发器简体2工作原理蒸发器筒体长径比的选取，参照立式薄膜蒸发器长径比(L／D)选取原则一般为3～6，当简体内径预热到一定温度的物料自搅拌薄膜蒸发器上收稿日期：2010—05—27作者简介：张晓峰(19

6、74一)，男，工程师，辽宁沈阳人，1996年毕业于中南工业大学有色金属冶炼专业，主要从事制铝设备的设计研发工作。E—mail：zhangxiaofeng0205@163．corn，电话：024—25505555—6161。2010年10月张晓峰，等：薄膜蒸发器的设计615小时，筒体长径比取偏大值，进料粘度小时，也要求d≥7．6筒体长径比取偏大值。而“0”间隙式的长径比要较固定间隙式小些，同时考虑到长径比大时，相应自已知n=160r／min，取[下】r=30MPa。由蒸汽通道小，不利于残气的排出。考虑多种因素，考虑到轴比较长，故取最小轴径为d=30illnl，

7、设计时其长径比应取小值，取LID=3．5，薄膜蒸发器轴承段直径d1=40mm。的传热面积为lm2,初步估算：叮TD×L=1。4．4．2刮板所以可得L=I．10m，D=314mm。传热简体材料刮板材质采用聚四氟乙烯，它是由一定配比(6可先取无缝钢管DN=300，壁厚8=5．5。：112：1)的玻璃纤维与聚四氟乙烯树脂所组成利用图算法计算外压圆筒的许用压力，因为：的一种有机复合材料，具有良好的润滑性和耐磨性、优异的化学稳定性，使用温度为一180～250℃。=等=38本装置工作温度为45～132．9℃，此材料适合。查文献旧得到系数A=8，选用不锈钢查表得设4．4．

8、3刮板导槽刮板导槽采用“U”型槽，它将通过焊接固定在计温度150℃时B=95MPa。根据式：转子支架上。【B=-1．614．4．4物料分布器由设计压力P=0．3MPa≤=1．61MPa知筒液体分布器置于刮板上方，将进料液体均匀地体安全。分布于简体壁面上。4．1．2加热夹套采用最常见的液体分布器，它是固定于主轴上因设计温度150℃，材料为Q235A，夹套设计的一个分布盘，当进料液流人分布盘时，随轴回转3781Tl／n，6=7mm；的分布盘将料液甩至简体内壁、这种料液分布器适Do用于各种不同黏度的物料。=孚去=04．4．5除沫器查文献同得到系数A=8，选用不锈钢

9、查表得在物料在蒸发面蒸发时，由于固体颗粒的析出、设计