Fallfilmverdampfer

Die Fallfilmverdampfung besteht darin, die Zufuhrflüssigkeit aus dem oberen Rohrkasten der Heizkammer des Fallfilmverdampfers hinzuzufügen, sie gleichmäßig auf jedes Wärmeaustauschrohr durch die Flüssigkeitsverteilungs- und Filmbildungsvorrichtung zu verteilen und einen gleichmäßigen Film zu bilden, der unter der Einwirkung von Schwerkraft, Vakuuminduktion und Luftstrom von oben nach unten fließt. Während des Strömungsprozesses wird es durch das schalenseitige Heizmedium erhitzt und verdampft. Der erzeugte Dampf und die flüssige Phase gelangen gemeinsam in die Trennkammer des Verdampfers. Nach vollständiger Trennung tritt der Dampf zur Kondensation (Einzeleffektbetrieb) in den Kondensator oder als Heizmedium in den nächsten Effektverdampfer ein, um einen Mehreffektbetrieb zu erreichen. Die flüssige Phase wird aus der Trennkammer ausgetragen.

Die Verdampfung ist ein Einheitsvorgang der konzentrierten Lösung. Normalerweise kann sich das Lösungsmittel verflüchtigen, während der Dampfdruck der meisten gelösten Stoffe gegen Null geht und sich nicht verflüchtigen kann. Verdampfung ist der Prozess, bei dem eine Lösung verdampft wird, um einen Teil des Lösungsmittels zu entfernen und es unter Siedebedingungen zu konzentrieren. In den meisten Fällen wird der Verdampferwasserdampf als Heizmedium (üblicherweise als Heizdampf, Primärdampf oder Frischdampf bezeichnet) verwendet, um die Wärme indirekt durch die Metallwand auf die Lösung zu übertragen. Nachdem die Lösung erhitzt wurde, kocht und verdampft das Lösungsmittel, und der erzeugte Dampf (in den meisten Fällen auch Wasserdampf) wird als Sekundärdampf bezeichnet.

Der vertikale Fallfilmverdampfer und der Fallfilmreboiler sind in Abbildung 1 unten dargestellt. Die Futterflüssigkeit gelangt von oben in den Futtermittelverteiler. Der Materialflüssigkeitsverteiler verteilt die Materialflüssigkeit gleichmäßig in jedes Heizrohr und lässt es filmförmig die Innenwand des Rohres hinunterfließen. Der flüssige Film wird durch die von der Rohrwand übertragene Wärme verdampft. Wenn die Temperaturdifferenz der Wärmeübertragung gering ist, erfolgt die Verdampfung auf der inneren Oberfläche des stark gestörten Films und nicht an der Grenzfläche zwischen dem Heizrohr und dem Flüssigkeitsfilm (dh der inneren Oberfläche des Heizrohrs), so dass es nicht einfach ist, sie zu skalieren. Der erzeugte Dampf fließt in der Regel parallel zum Flüssigfilm nach unten. Da die Verdampfungsfläche groß ist, ist die Mitnahmemenge an flüssigem Schaum im Dampf gering, und die Materialflüssigkeit fließt in einem Film an der Innenwand des Rohres, der nicht den gesamten Abschnitt des Rohres ausfüllt, so dass die Menge an Materialflüssigkeit, die durchströmt, gering sein kann.

Der Materialflüssigkeitsverteiler ist die Schlüsselkomponente des Fallfilmverdampfers. Die Wärmeaustauschintensität und die Produktionskapazität des Fallfilmverdampfers hängen im Wesentlichen von der gleichmäßigen Verteilung der Materialflüssigkeit entlang des Wärmeaustauschrohrs ab. Die sogenannte gleichmäßige Verteilung bedeutet nicht nur, dass die Flüssigkeit gleichmäßig in jedem Rohr verteilt sein sollte, sondern auch gleichmäßig entlang der gesamten Peripherie jedes Rohres, und seine Gleichmäßigkeit sollte über die Länge des gesamten Rohres aufrechterhalten werden. Wenn die Zufuhrflüssigkeit die Innenflächen aller Heizrohre nicht gleichmäßig benetzen kann, können die Oberflächen mit unzureichender oder wenig Flüssigkeit aufgrund der Verdunstung abgeschuppt werden, und die Schuppenfläche wiederum blockiert den Fluss des Flüssigkeitsfilms, wodurch sich die Wärmeübertragungsbedingungen in den angrenzenden Bereichen weiter verschlechtern.

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