隨著蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)的日益成熟和不斷發(fā)展，其在各行各業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。蒸發(fā)器是蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中一個主要設(shè)備。蒸發(fā)器按照不同分類方式，原理和操作方式也各不相同。

蒸發(fā)器的分類方式

蒸發(fā)器可以按照蒸發(fā)的方式分為自然蒸發(fā)和沸騰蒸發(fā)，自然蒸發(fā)的典型應(yīng)用是海水曬鹽，溶液在低于沸點溫度下蒸發(fā)。而工業(yè)上的蒸發(fā)操作基本上都是沸騰蒸發(fā)，溶液加熱至沸點，使之在沸騰狀態(tài)下蒸發(fā)。

按加熱方式分類，蒸發(fā)器可分為直接熱源蒸發(fā)和間接熱源蒸發(fā)，后者需要有一個傳熱過程，工業(yè)應(yīng)用較多。

按操作壓力分類，蒸發(fā)器可以分為常壓、加壓和減壓(真空)蒸發(fā)器。對于熱敏性物料應(yīng)在減壓下蒸發(fā)，而高粘度物料就應(yīng)采用加壓蒸發(fā)。

蒸發(fā)器根據(jù)蒸發(fā)器效數(shù)可分為單效與多效蒸發(fā)器。如果蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽直接冷凝不再利用，稱為單效蒸發(fā)。若將二次蒸汽作為下一效加熱蒸汽，并將多個蒸發(fā)器串聯(lián),此蒸發(fā)過程即為多效蒸發(fā)。

按溶液在蒸發(fā)器中停留情況可以分為循環(huán)型蒸發(fā)器和單程型蒸發(fā)器。循環(huán)型蒸發(fā)器的溶液在蒸發(fā)器中作循環(huán)流動。按照引起循環(huán)的原因不同，操作不同，又可分為中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，外加熱式蒸發(fā)器和強(qiáng)制循環(huán)型蒸發(fā)器。

常見的蒸發(fā)器

中央循環(huán)管式蒸發(fā)器

中央循環(huán)管式蒸發(fā)器顧名思義，其加熱室由一垂直的加熱管束構(gòu)成，在管束中央有一根直徑較大的管子，稱為中央循環(huán)管，其截面積一般為加熱管束總截面積的40~100%。這種蒸發(fā)器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、傳熱較好、操作可靠。缺點是循環(huán)速度在0.4~0.5m/s以下、清洗和維修不方便。

外熱式蒸發(fā)器

外熱式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)特點是采用了長加熱管，加熱室與分離室分開，這樣不僅便于清洗與更換，而且可以降低蒸發(fā)器的總高度。因其加熱管較長，同時由于循環(huán)管內(nèi)的溶液不被加熱，故溶液的循環(huán)速度大，可達(dá)1.5m/s。

強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器

強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器是現(xiàn)在使用較多的蒸發(fā)器。為了提高循環(huán)速度，采用泵進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，這對于粘度大、易結(jié)晶、易結(jié)垢物料更為必要，蒸發(fā)循環(huán)速度可達(dá)1.8～5m/s，大小可調(diào)節(jié)，傳熱系數(shù)較大。此類蒸發(fā)器的加熱室可以采用立式、臥式或者板式換熱器。

單程型蒸發(fā)器

單程型蒸發(fā)器的特點是溶液以液膜的形式一次通過加熱室，不進(jìn)行循環(huán)。物料單程通過加熱室后蒸發(fā)達(dá)到指定的濃度。它的優(yōu)點是溶液停留時間短，故特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā);溫度差損失較小，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大。它的缺點是設(shè)計或操作不當(dāng)時不易成膜，熱流量將明顯下降。按照布膜方式不同，這類蒸發(fā)器可以分為升膜式蒸發(fā)器和降膜式蒸發(fā)器。

升膜式蒸發(fā)器

升膜式蒸發(fā)器的加熱室由一根或數(shù)根垂直長管組成，原料液經(jīng)預(yù)熱后由蒸發(fā)器的底部進(jìn)入，加熱蒸汽在管外冷凝。當(dāng)溶液受熱沸騰后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管內(nèi)高速上升，帶動液體沿管內(nèi)壁成膜狀向上流動，上升的液膜因受熱而繼續(xù)蒸發(fā)。故溶液自蒸發(fā)器底部上升至頂部的過程中逐漸被蒸濃，濃溶液進(jìn)入分離室與二次蒸汽分離后由分離器底部排出。它的主要性能特點是適用于蒸發(fā)量較大(即稀溶液)、熱敏性及易起泡沫的溶液，但不適于高粘度、有晶體析出或易結(jié)垢的溶液。

降膜式蒸發(fā)器

降膜式蒸發(fā)器與升膜蒸發(fā)器的區(qū)別在于原料液由加熱管的頂部加入。溶液在自身重力作用下沿管內(nèi)壁呈膜狀下流，并被蒸發(fā)濃縮，汽液混合物由加熱管底部進(jìn)入分離室，經(jīng)氣液分離后，完成液由分離器的底部排出。為使溶液能在壁上均勻成膜，在每根加熱管的頂部均需設(shè)置液體布膜器。布膜器的型式有多種，較常用的三種，采用一螺旋型溝槽的圓柱體作為導(dǎo)流管，液體沿溝槽旋轉(zhuǎn)下流分布在整個管內(nèi)壁上;導(dǎo)流管下部為圓錐體，錐體底面向下內(nèi)凹，以免沿錐體斜面流下的液體再向中央聚集;液體是通過齒縫沿加熱管內(nèi)壁成膜狀下降。降膜式蒸發(fā)器的主要優(yōu)點是傳熱系數(shù)較高，與升膜相比，可以蒸發(fā)濃度較高的溶液，對粘度較大的物料也能適用。它的主要缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對安裝精度要求高。