噴射式蒸發(fā)器與降膜式蒸發(fā)器效果比較

劉殿宇 華禹乳品機械制造有限公司 安達 151400

國內引進一種噴射式蒸發(fā)器，這種蒸發(fā)器也是在蒸發(fā)器上部進料，卻沒有分布器，只有一噴射管，用以向上管板上的換熱管內噴灑料液，噴入換熱管內料液也是力求在管內布膜，并在自身重力及二次蒸汽流的推動下自上而下流動，料液蒸發(fā)機理類似降膜式蒸發(fā)器。國內有的制造廠家也在模仿制造，這種蒸發(fā)器究竟屬于哪種蒸發(fā)器，與降膜蒸發(fā)器區(qū)別在哪里，效果又如何，下面就此進行闡述。

1 噴射式蒸發(fā)器的噴灑料液布膜的均勻性分析

這種噴射式蒸發(fā)器料液也是從蒸發(fā)器的頂部進料，它采用的是一個文氏管向換熱管中噴灑料液，在管內力求布膜，然后料液在自身重力及二次蒸汽流的作用下自上而下運動，類似降膜式蒸發(fā)器，然而卻沒有料液分布器。采用噴射管布料而不采用料液分布器布料的主要原因，經(jīng)過分析是為防止分布器上小孔被堵塞所設計。其進料泵流量也比純降膜式蒸發(fā)器大，這樣設計是為防止料液在換熱管中結垢結焦。降膜式蒸發(fā)器的特點是料液經(jīng)過分布器(板盤式或盤盤式分布器)布料給降膜管，使每根降膜管的周邊都有料液并均勻潤濕，然后料液在自身重力及二次蒸汽流的推動下，自上而下運動，料液邊運動邊蒸發(fā)，等料液到了下管板就已完成蒸發(fā)。降膜式蒸發(fā)器適用物料的最高粘度范圍為700cp左右[1]，超過這個粘度范圍不宜采用降膜式蒸發(fā)器蒸發(fā)，在生產過程中會加速結垢結焦，甚至料液難以成膜，難以完成蒸發(fā)任務。噴射式蒸發(fā)器試圖想利用泵的大流量來改變料液在降膜管中結垢結焦情況，實際上料液進入蒸發(fā)器后也是在自身重力及二次蒸汽流的作用下自上而下流動，只是增厚了料液在降膜管中的液膜厚度，并沒有改變料液在降膜管中的性質，如果變成了滿管進料，性質就會發(fā)生根本性的改變。

2 噴射式蒸發(fā)器與降膜式蒸發(fā)器的比較

2.1 進料方式

上世紀九十年代末，國內從美國進口用于玉米浸泡液的蒸發(fā)器也類似于這種蒸發(fā)器，同樣都是料液從蒸發(fā)器底部管板中部一束管子進料，然后從頂部再進入到其他管子中，并沒有分布器，既非降膜也非完全的強制循環(huán)蒸發(fā)器[1,2]，其設計目的也是防止結垢結焦。后來國內降膜式蒸發(fā)器在玉米浸泡液上的成功應用表明，這種擔憂是完全沒有必要的，降膜式蒸發(fā)器在玉米浸泡液中應用效果非常好。需要特別說明的是，無論哪種蒸發(fā)器，使用一定時間后都必須進行清洗，無限延長清洗間隔時間只會影響蒸發(fā)效果及產品質量。

2.2 布料方式

再來分析噴射式布料，其結構簡圖見圖1。

圖1 噴射式降膜蒸發(fā)器結構簡圖

從圖1能清楚地看到，料液是呈一定傾斜夾角進入到管中的，一部分料液也噴灑到管板的管間，然后流入到降膜管中沿管壁以液膜的狀態(tài)向下運動。由于噴射夾角的存在，勢必導致?lián)Q熱管壁料液厚薄不均；且更主要的是，有很大一部分料液并沒有沿著管壁向下流動與加熱介質進行熱交換，而是從管子中部直接落入到換熱管下端，這一部分料液基本上是不蒸發(fā)的。所以從蒸發(fā)效率上看顯然沒有盤式降膜式蒸發(fā)器效率高。

3 噴射式蒸發(fā)器應用效果及存在的問題

(1)從結構特點看，這種蒸發(fā)器采用的泵雖然比降膜式蒸發(fā)器的泵要大，但比強制循環(huán)蒸發(fā)器的泵卻要小。

(2)從理論上看，物料在換熱管中的運動并沒有偏離降膜式蒸發(fā)器料液的蒸發(fā)機理， 因此，即使一定程度上防止了堵塞分布器小孔，但當料液粘度超過了一定值后，料液在降膜管中結垢結焦速度也會加快，甚至難以成膜。

(3)所適應的物料粘度范圍與降膜式蒸發(fā)器料液粘度范圍基本一致，而不適合高粘度物料的蒸發(fā)，從這一點看，這種蒸發(fā)器不能與強制循環(huán)蒸發(fā)器相比，只能是介于降膜式蒸發(fā)器與強制循環(huán)蒸發(fā)器之間的一種形式。實際上這種蒸發(fā)器所適應的物料范圍并沒有超過降膜式蒸發(fā)器的應用范圍，或者可定義為降膜式蒸發(fā)器的一個特例。

(4)從應用上看，首先這種蒸發(fā)器由于布料不均，其中有些物料并沒有充分地蒸發(fā)；其次，這種蒸發(fā)器沒有引入熱壓縮技術，所以蒸發(fā)效率比降膜式蒸發(fā)器要低得多，即便采用了噴嘴式布料，也不能減少或消除黏稠料液在換熱管中結垢結焦的現(xiàn)象，所以結垢結焦依然會存在。

4 結語

噴射式蒸發(fā)器是利用文氏管原理將料液從蒸發(fā)器頂部噴灑到上管板及換熱管中，然后在料液自身重力及二次蒸汽流的作用下自上而下運動，原理與降膜式蒸發(fā)器相似，基本上不能消除或改善料液在換熱管中的結垢結焦現(xiàn)象。由于其沒有真正的分布器，導致料液不能很好地沿著管壁潤濕成膜狀向下運動[3]，料液在換熱管周邊潤濕的程度及厚薄也就無從談起，所以，其蒸發(fā)速率比降膜式蒸發(fā)器要低。由于上述一些不足，這種蒸發(fā)器在實際中并沒有得到廣泛的應用。