一、降膜蒸发、浓缩技术
1、竖管降膜蒸发
工作原理:
物料原液从换热器上管箱加入,经过布液器把物料分配到每根换热管内,并且沿着换热管内壁形成均匀的液体膜,管内液体膜在向下流的过程中被壳程的加热蒸汽加热,边向下流动边沸腾并进行蒸发。到换热管底端物料变成浓缩液和二次蒸汽。浓缩液落入下管箱,二次蒸汽进入气液分离器。在气液分离器中二次蒸汽夹带的液体飞沫被去除,纯净的二次蒸汽从分离器中输送到压缩机。压缩机把二次蒸汽压缩后作为加热蒸汽输送到换热器壳程用于蒸发器热源。实现连续蒸发过程。
特点:
a、换热效率高;
b、占地面积小;
c、物料停留的时间短,不易引起物料变质;
d、适用于较高粘度的物料。
应用范围:
降膜蒸发器适用于蒸发量大,浓度低的物料,可以实现MVR蒸发结晶过程预浓缩工序,可以蒸发粘度较大的物料,尤其适用于热敏性物料,但不适用处理有结晶的物料。
2、水平管降膜蒸发器
工作原理:
水平管降膜蒸发器又称为水平管喷淋式降膜蒸发器,料液从分布器中均匀的喷淋到水平位置的换热管束上,接受来自管内蒸汽冷凝释放的热量而部分蒸发,未蒸发的部分在重力的作用下流向下一排管子,最终流向蒸发室底部,这部分溶液再经循环泵循环喷淋,通过多次的循环喷淋蒸发达到浓缩要求。料液蒸发所产生的二次蒸汽从顶部排出,进入压缩机压缩增加、升温,提高二次蒸汽的热焓,然后进入换热管内冷凝放热。这是一个管外溶液蒸发,管内蒸汽冷凝的双侧相变传热过程。
特点:
a、加热室成水平状态,加热室内通蒸汽,壳程通料液,实现二次蒸汽经加压升温后再利用的蒸发系统。换热温差小,适合多效蒸发。
b、适宜于处理换热温差较低的原料液蒸发浓缩,传热效率较高。
应用范围:
水平管降膜蒸发器主要应用于中药浓缩、海水淡化、注射用水、有机溶剂回收的蒸发浓缩。
3、升膜蒸发器:
工作原理:
原料液预热后由底部进入蒸发器,加热蒸汽在管外冷凝。溶液受热后迅速汽化,所生成的二次蒸汽在管内高速上升,将料液贴着管内壁拉曳成薄膜状并使之继续蒸发,汽液在顶部分离器分离。压缩机把二次蒸汽压缩后作为加热蒸汽输送到换热器壳程用于蒸发器热源。实现连续蒸发过程。
特点:
a、换热效率高;
b、能耗低;
c、设备对厂房高度要求低
适用范围:
升膜蒸发器适用于蒸发量小、厂房高度受限,热敏性及起泡沫的溶液,不适用于粘度大、易结垢或有结晶析出的溶液。
二、强制循环结晶技术
1、强制循环蒸发器+结晶分离器:
工作原理:
强制循环蒸发器由蒸发分离器、换热器和强制循环泵组成。物料在换热器的换热管内被换热管外的蒸汽加热温度升高。在循环泵作用下物料上升到蒸发分离器中,在蒸发分离器内由于物料静压下降使物料发生蒸发。蒸发产生二次蒸汽从物料中溢出,物料被浓缩产生过饱和而使结晶生长,解除过饱和的物料进入强制循环泵,在循环泵作用下进入换热器,物料如此循环不断蒸发浓缩或浓缩结晶。晶浆从循环管路中用出料泵输出。蒸发分离器内的二次蒸汽经过蒸发分离器上部的分离和除沫装置净化后输送到压缩机,压缩机把二次蒸汽压缩后输送到换热器壳程用作蒸发器加热蒸汽,实现热能循环连续蒸发。
特点:
a. 传热系数较低;
b. 换热表面不易形成结垢或结晶。
应用范围:
适用于易结垢、产生结晶、高粘度物料蒸发浓缩或蒸发结晶过程。
2、降膜蒸发器+强制循环蒸发器:
工作原理:
原料液从降膜蒸发器中初步浓缩,浓缩液转料后再次进入强制循环蒸发器中进行蒸发浓缩,蒸发分离器内的二次蒸汽经过蒸发分离器上部的分离和除沫装置净化后输送到压缩机,压缩机把二次蒸汽压缩后输送到换热器壳程用作蒸发器加热蒸汽,实现热能循环连续蒸发。
应用范围:
适用于原料初始浓度过低,最终产物浓度要求较高、甚至结晶出盐的过程。
3、强制循环蒸发器+冷冻结晶:
原料液在强制循环蒸发器中进行蒸发浓缩,二次蒸汽经过分离除沫后进入压缩机,经压缩机压缩生成高温气体,进入换热器壳程换热;原料液在强制循环蒸发器中不断蒸发浓缩,浓缩液达到一定浓度后进入结晶系统中,浓缩液经冷冻液换热后降温,冷却析出晶体,以达到结晶目的。
应用范围:
适用于产生结晶、高粘度物料蒸发浓缩过程,物料溶解度与温度成正比例关系,且随温度的变化溶解度变化较大。
三、卧式薄膜低温蒸发技术
工作原理:
薄膜蒸发器分卧式、立式两类,主要在于利用液体在低压下的薄膜状态来实现高效的蒸发过程,即在减压条件下,液体会在导热管的内部形成一层薄膜状流体膜。这层薄膜非常薄,但具有很大的汽化表面积,使得热量可以迅速且均匀地在膜面上直接从液体传递给蒸汽,而不是通过液体介质间接传输,这样可以避免液体介质对热量传递的阻抗作用。在蒸发器中,由于没有液体介质的协压影响,可以较好地防止物料因过度加热而导致的过热现象。
特点:
● 换热效率高、能耗低;
● 蒸发强度大;
● 占地面积小;
● 操作温度低、物料停留的时间短,不易引起物料变质;
● 可连续化生产、提高生产效率
● 处理料液的种类宽泛度大,弹性高;
卧式薄膜蒸发器:
卧式薄膜蒸发器可以在操作停留时间,蒸发比例,调节比例等方面进行更灵活的设计。尤其是在从高粘度产品中回收大量溶剂、处理不均一产品或进行连续性反应。对于医药和食品方面,卧式薄膜蒸发装置可做全GMP和卫生级设计。
性能: ● 处理能力:5kg/h至数t/h ● 操作压力:全真空到正压 ● 蒸发比例:最高可达99.5% ● 调节比例:无限制 ● 粘度:操作温度下75,000 mPas ● 停留时间:可调 ● 连续反应:可以 |
卧式薄膜蒸发器的应用
1、油脂及食品 ● 从食用油和鱼油中分离游离脂肪酸 ● 从食用油和鱼油中脱除杀虫剂 ● 分馏妥尔油 ● 浓缩单甘酯 ● 浓缩鱼油酯中的EPA和DHA ● 浓缩生育酚 ● 浓缩胡萝卜素 ● 干燥卵磷脂 ● 从羊毛脂中脱除杀虫剂 ● 羊毛脂颜色改进 ● 浓缩山梨醇 |
2、化学、农化、医药产品 ● 浓缩聚苯化合物 ● 分离芳香胶 ● 提纯有机胺 ● 氦基醇浓缩和颜色改进 ● 从高沸点杂质中分离长链酸性氯化物 ● 蒸馏脂肪酸酰胺 ● 浓缩和提纯二聚脂肪酸 ● 从有机硅和有机硅树脂中脱除挥发组分 ● 浓缩和提纯酯类 ● 浓缩杀虫剂、除菌剂、除草剂 ● 浓缩和提纯甘油 ● 分馏和脱除天然蜡中的低沸点组分 ● 蜡的颜色改进 ● 脱除溶剂 ● 除臭和去除医药残留 ● 浓缩和提纯乳酸 ● 羊毛脂颜色改进 ● 丙烯酸及丙烯酸酯的精制 ● 医药中间体的蒸馏与精制 ● 蒸馏提纯药物活性物质 ● 从原油的减压渣油中分离微晶蜡 ● 精制合成的以及石化产品的蜡 |
3、聚合物 ● 纯化和浓缩聚合物的单体 ● 纯化和浓缩聚合物 ● 纯化增塑 ● 脱除聚合物中的溶剂和单体剂 |
4、香精和香料 ● 脱除萜烯和浓缩精油 ● 纯化香精香料中的芳香物质 ● 浓缩柠檬香料 ● 浓缩胡椒和辣椒提取物 ● 提纯烟草提取物 |
5、资源化方向、回收再循环 ● 废油的精制 ● 回收与精制废润滑油、刹车油、甘油和变压器油 ● 回收二甲亚砜(DMSO)母液 ● 回收N,N-二甲基甲酰胺(DMF) ● 回收二甲基乙酰胺(DMAC) ● 回收环丁砜 ● 回收和处理制药过程母液 ● 回收有机中间体 ● 从母液中回收一元氯酸 |