蒸发器是用来从溶液或悬浮液中除去液体的装置，通过加热混合物来促进蒸发。它们是许多工业流程的重要组成部分，包括化工、制药、食品、饮料生产和废水处理行业。

有不同类型的工业蒸发器，如壳管式、板式、框架式和薄膜式。典型的壳管式蒸发器类型包括降膜蒸发器、升膜蒸发器和强制循环蒸发器。典型的板式和框架式蒸发器类型包括升膜蒸发器和强制循环蒸发器。根据具体的应用和工艺要求，每种类型都有其独特的功能和优势。

在本文中，我们将讨论:

l  工业环境中使用的各种蒸发器

l  它们的工作原理、应用和设计考虑

l  它们对许多行业至关重要的原因

l  是什么让像狄德这样的创新者成为蒸发技术的最佳选择

蒸发器的工作原理

工程师根据蒸发的物理现象设计蒸发器，通过向系统加入热能将挥发性液体转化为气相来浓缩溶液。热源通常来源于冷凝或冷却液体，冷凝或冷却液体的温度和压力比被浓缩的溶液更高。

蒸发器的基本部件有:

l  换热器将热源的热量传递给待浓缩的液体

l  分离器将蒸汽与夹带在蒸汽中的任何剩余液滴进行分离

l  冷凝器用于冷凝蒸发器产生的蒸汽

蒸发器的能量来源

蒸发器的能量来源如下：

1. 蒸汽加热

当低压蒸汽可用且价格便宜时，首选蒸汽加热蒸发器。蒸汽在蒸发器的壳程冷凝，在比管程更高的压力下运行并驱动蒸发。第一效的蒸发被用作后续效应的热源。在最后一效中产生的蒸汽在冷凝器中进行冷凝。需要综合考虑蒸汽成本、总体可用温差、空间要求和产品特性，以决定使用几效最佳。

2. 机械蒸汽再压缩

狄德最初在40多年前将机械蒸汽再压缩 (MVR) 引入玉米湿磨行业。蒸发器组件类似于蒸汽驱动系统，但增加了机械压缩机或风机。机械能将蒸发的过程蒸汽压缩到更高的压力和冷凝温度，并将其返回到过程中，从而最大限度地减少蒸汽消耗。

随着天然气价格的上涨，MVR已成为降低运营成本的热门选择，特别是在高蒸发率的情况下。与蒸汽驱动的多效系统相比，所需的容器更少，从而降低了安装成本。

3. 热蒸汽再压缩

当中高压蒸汽可用时，热蒸汽再压缩 (TVR) 系统比蒸汽加热系统更节能。动力蒸汽通过喷嘴进入并混入回收的吸入蒸汽。蒸汽在会聚段混合，再循环蒸汽被提升到中等压力。回收吸入蒸汽可以降低蒸汽消耗量。当热压机回收更多的蒸汽时效率更高，产生更低的升压，因此所需蒸汽更少。

狄德的热压机蒸发器

4. 余能

作为未来可持续发展运动的一部分，人们在寻找从工厂其他部分重新利用能源的方法上付出了越来越多的努力。狄德长期以来一直是废热回收的先驱，我们发明的用于玉米湿磨行业装有内置洗涤器的蒸发器室获得了美国专利。

整合蒸发器，从而利用来自干燥器或蒸馏塔的自由能源，降低了工厂的整体能耗和对环境的影响。下游排放处理设备的能源需求也有所减少。

蒸发器可以使用许多不同的能源来代替蒸汽，狄德在利用余能方面具有相当的专业知识：

l  利用干燥器废气或涡轮废气的废热回收蒸发器

l  蒸发器系统集成了剥离器、洗涤塔和蒸馏塔

l  用于将低温蒸汽提升到可用温度的热压机

l  使用工艺用水作为能源的水加热蒸发器

 

集成还可以减少资本支出：

l  使用蒸发器作为蒸馏塔的冷凝器或再沸器

l  正式获得专利的一体式洗涤器和蒸发器室

l  最小化蓄热式热氧化器 (RTO) 的尺寸。

 

蒸发器的典型操作流程

如果我们将蒸发器的工作流程分成几个阶段，它们通常看起来如下：

1. 将工艺液和热源引入换热器中。

2. 当工艺液被加热时，它开始沸腾。在这一阶段，挥发性更强的液体开始蒸发，变成蒸汽。

3. 蒸发过程中产生的蒸汽进入分离器，夹带的液滴从蒸汽中分离出来。

4. 随后蒸汽进入第二个换热器，也就是冷凝器。一种更冷的液体，比如冷却水，被水蒸气加热。这种热量传递使蒸汽冷凝回液体。

5. 然后将冷凝液与工艺液分开收集，用作工艺水。

蒸发类型以及蒸发器的设计和操作取决于多种因素，例如：

l  被蒸发液体的性质

l  所需的浓度

l  工艺的能源效率

每一种蒸发器，例如降膜蒸发器或强制循环蒸发器，都有其独特的设计和工作原理。我们稍后将讨论蒸发器的类型。让我们先看看它们的设计考虑。

蒸发器的设计考虑

当狄德为工业应用设计蒸发器时，我们必须考虑几个关键因素，包括：

1. 驱动力或 Delta T

Delta T是热源和待蒸发液体之间的温差。这是蒸发的驱动力。

2. 传热面积

蒸发器必须提供足够的传热面积，以便在给定的Delta T下，在加热介质和待蒸发液体之间有效地传热。

3. 蒸发率

蒸发量是蒸发器的容量。这是在给定的工艺液体进料速率和浓度曲线下产生的蒸汽量。

4. 液体进料率

为了在蒸发器中保持所需的浓度，工艺进料速率受到控制，以确保稳定的运行。

5. 能源效率

可持续性是当今工业设计的一个关键因素。狄德蒸发器的设计重点是通过优化传热面积和各种可用能源，为客户实现最佳的能源效率和总拥有成本。

6. 分离效率

分离效率是指蒸汽和液体之间的分离程度。分离介质的类型和分离器的设计取决于所需的分离效率和工艺液体的物理性质，如密度和粘度。

7. 建造材料

我们基于被蒸发的工艺液体的化学和物理性质来选择蒸发器的建造材料。对液体、热量和其他环境因素的耐腐蚀和耐侵蚀是非常重要的。

8. 保养及清洁

为了确保设备的最佳性能和使用寿命，狄德蒸发器的功能设计强烈考虑维护和清洁的便利性。

蒸发器类型

在工业环境中使用的蒸发器有几种类型，每种都有其优点和缺点。蒸发器的选择取决于具体的应用和被浓缩液体混合物的性质。

一些最常见的蒸发器类型是：

1. 降膜蒸发器

它是目前使用最广泛的蒸发器类型。

狄德降膜蒸发器之一

在降膜蒸发器中，待蒸发的液体被送入垂直管或板中。液体在管或板的表面形成一层薄膜，热量被施加到外表面。从液体流中产生的蒸汽向下或向上流动，并在一个单独的容器或冷凝器中进行冷凝。

以下是降膜蒸发器的一些优点：

l  停留时间更短，产品质量更高

l  耗电量更低

l  LMTD更低，蒸汽经济性更好

l  CIP容积更小

l  节省资本支出，特别是在高蒸发速率下，蒸发器容器可以配置更长的管道，更低的压力等级和更小的泵和电机。

使用降膜蒸发器的典型行业是食品、制药和化工行业。

2. 强制循环蒸发器

当存在污垢或高温或可能沉淀的盐结垢的风险时，强制循环蒸发器可保持满管，从而减轻了这种风险。

狄德强制循环蒸发器之一

在强制循环蒸发器中，液体在换热器进行加热，并被泵送穿过换热器。随后液体继续进入闪蒸器，在此处减压，从而导致挥发性液体蒸发。

以下是强制循环蒸发器的一些优点:

l  减少沉淀或结垢

l  减少高温下的过度积垢

l  在更深的真空运行，以减少管内蒸汽压降

l  剪切速率越高，浓度越高

l  是小容量高粘性溶液的最佳解决方案，这超过了降膜的能力。

使用强制循环蒸发器的典型行业是酿酒厂、制浆和造纸、化工和制药行业。

3.升膜蒸发器

另一种我们用于中低黏度液体的蒸发器类型是升膜蒸发器。

在升膜蒸发器中，液体被送入垂直管中，热量被作用于管的外表面。液体在管表面形成一层薄膜，产生的蒸汽向上流动，并在单独的容器或冷凝器中进行冷凝。

以下是升膜蒸发器的一些优点：

l  管壁温度停留时间更短，因为LLC中的液体可以在进料温度下运行，进料温度可以更低；

l  薄膜更薄，系数更高，这可以通过所需的较高驱动力来抵消。

食品和乳制品行业是升膜蒸发器最常见的用户。

4. 壳管式蒸发器 vs. 板式 & 框架式蒸发器

管式蒸发器和板式蒸发器各有优缺点。混合系统的选择取决于具体的应用和工艺溶液的性质。

狄德板式蒸发器之一

强制循环板式蒸发器可产生更高的剪切速率，从而降低粘度和耗电量。对于较小的应用来说，它更为经济。管式强制循环对于较大的容量而言是经济的，只需占用较少的面积，更容易维护和清洁。 

升膜板式蒸发器是小容量和清洁工艺液的完美解决方案。与强制循环一样，降膜或升膜管式蒸发器对于较大的容量来说是经济的，占用较少的占地面积，并且更容易维护和清洁。

是什么让蒸发器成为现代工业的必需品?

蒸发器目前已经成为许多行业的基本设备，包括食品和饮料、化工、制药和环境等行业。它们在工业环境中非常有用，因为它们有不少益处，包括：

提高效率

通过浓缩液体、减少需要处理的物料体积、减少干燥、运输和储存所需的能量来提高生产过程的效率。

提高产品质量

通过去除杂质、减少微生物生长、保持产品的风味和营养价值来提高产品质量。

降低成本

通过减少需要运输和储存的液体体积、降低能源消耗和运行成本来显著节省成本，特别是对需要干燥的产品而言。

 环境效益

减少用水量，减少废水排放，从而减少对环境的影响。

狄德在蒸发技术方面的创新及其对整个行业的贡献

狄德的蒸发技术凭借其高能效、坚固的结构、低维护和可满足特定客户要求的灵活性，改变了行业的游戏规则。公司提供工艺优化解决方案已超过55年，以减少浪费、提高效率、回收副产品、节约能源，同时降低运营成本。

狄德的专长之一是流程优化。我们提供不同类型的传热表面和能源，为客户提供节能、坚固、低维护和灵活的蒸发器系统。在配置每个系统时，我们考虑各种因素，例如：

l  能源消耗

l  资本支出

l  建筑和空间要求

l  易于操作和维护

l  扩张的可能性

l  项目回报

狄德在废热回收方面也在很长一段时间内走在前沿，因此，我们的创新蒸发器室获得了美国专利，这类蒸发器内置一台洗涤器，可满足玉米湿磨行业的需求。我们在废热回收方面的专业知识，以及我们将蒸发器与其他工厂设备集成的能力，降低了整体能耗和对环境的影响。

这就是为什么狄德现在在许多行业内家喻户晓，并成为市场上的首选解决方案提供商的原因。

结论

蒸发器由于其诸多优点已成为工业环境中越来越有价值的设备。虽然它们长期以来一直是许多行业的必要组成部分，但对可持续性不断增长的需求使它们变得更加重要。选择合适的蒸发器类型和设计取决于具体应用和待浓缩液体的性质。基于可靠的解决方案提供商（如狄德）的帮助，在适当的设计和标准操作程序的执行下，所选择的系统可以提高效率，降低运行成本，并保持产品质量的一致。

1. 食品加工中蒸发器使用什么材料？

在食品加工业中，蒸发器通常完全由不锈钢制成。这种材料是首选，因为它耐腐蚀，易于清洁，不与食品发生反应。蒸发器采用不锈钢，保证了食品不受污染，使设备能够承受食品加工环境的恶劣条件。此外，不锈钢蒸发器提供优良的传热性能，允许食品的能源高效浓缩。

2. 蒸发器是换热器吗？

是的，蒸发器是一种换热器，用于热交换过程，将一种流体的热量转化为另一种流体蒸发的潜热。通常来讲，如果使用蒸发器将水或水溶液从液体转化为蒸汽状态，那么就可以称为蒸发器。蒸发器的设计、类型和尺寸取决于热交换过程中涉及的流体的性质，以及预期的应用。

1. 狄德蒸发器应用在哪些地方？

l  氨基酸 l  硫酸铵 l  大麦釜馏物 l  甜菜釜馏物 l  甜菜碱釜馏物 l  碳酸钙 l  甘蔗釜馏物 l  柠檬酸和盐 l  玉米浆 l  玉米釜馏物 l  玉米糖浆 l  葡萄糖 l  赤藓糖醇 l  果糖 l  葡萄糖 l  古洛糖酸 l  甘油 l  衣康酸 l  高岭土 l  乳酸 l  赖氨酸 l  麦芽糊精	l  麦芽糖 l  糖蜜 l  味精 l  豌豆可溶物 l  碳酸钾 l  土豆汁 l  渲染废液氯化钠 l  硫酸钠 l  硫氰酸钠 l  山梨糖醇 l  浸泡液 l  琥珀酸 l  蔗糖 l  糖甜菜碱 l  糖萃余液 l  糖酒糟 l  番茄酱 l  苏氨酸 l  维生素C l  小麦“C”淀粉污水 l  小麦釜馏物 l  酵母