劉殿宇 華禹乳品機(jī)械制造有限公司 安達(dá) 151400
國內(nèi)引進(jìn)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(jìn)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(nèi)噴灑料液,噴入換熱管內(nèi)料液也是力求在管內(nèi)布膜,并在自身重力及二次蒸汽流的推動(dòng)下自上而下流動(dòng),料液蒸發(fā)機(jī)理類似降膜式蒸發(fā)器。國內(nèi)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(jìn)行闡述。
這種噴射式蒸發(fā)器料液也是從蒸發(fā)器的頂部進(jìn)料,它采用的是一個(gè)文氏管向換熱管中噴灑料液,在管內(nèi)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(yùn)動(dòng),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(shè)計(jì)。其進(jìn)料泵流量也比純降膜式蒸發(fā)器大,這樣設(shè)計(jì)是為防止料液在換熱管中結(jié)垢結(jié)焦。降膜式蒸發(fā)器的特點(diǎn)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(dòng)下,自上而下運(yùn)動(dòng),料液邊運(yùn)動(dòng)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(gè)粘度范圍不宜采用降膜式蒸發(fā)器蒸發(fā),在生產(chǎn)過程中會(huì)加速結(jié)垢結(jié)焦,甚至料液難以成膜,難以完成蒸發(fā)任務(wù)。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(jié)垢結(jié)焦情況,實(shí)際上料液進(jìn)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(dòng),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(zhì),如果變成了滿管進(jìn)料,性質(zhì)就會(huì)發(fā)生根本性的改變。
上世紀(jì)九十年代末,國內(nèi)從美國進(jìn)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(jìn)料,然后從頂部再進(jìn)入到其他管子中,并沒有分布器,既非降膜也非完全的強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器[1,2],其設(shè)計(jì)目的也是防止結(jié)垢結(jié)焦。后來國內(nèi)降膜式蒸發(fā)器在玉米浸泡液上的成功應(yīng)用表明,這種擔(dān)憂是完全沒有必要的,降膜式蒸發(fā)器在玉米浸泡液中應(yīng)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(shí)間后都必須進(jìn)行清洗,無限延長清洗間隔時(shí)間只會(huì)影響蒸發(fā)效果及產(chǎn)品質(zhì)量。
再來分析噴射式布料,其結(jié)構(gòu)簡圖見圖1。
圖1 噴射式降膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡圖
從圖1能清楚地看到,料液是呈一定傾斜夾角進(jìn)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(yùn)動(dòng)。由于噴射夾角的存在,勢必導(dǎo)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(dòng)與加熱介質(zhì)進(jìn)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。
(1)從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(qiáng)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(yùn)動(dòng)并沒有偏離降膜式蒸發(fā)器料液的蒸發(fā)機(jī)理, 因此,即使一定程度上防止了堵塞分布器小孔,但當(dāng)料液粘度超過了一定值后,料液在降膜管中結(jié)垢結(jié)焦速度也會(huì)加快,甚至難以成膜。
(3)所適應(yīng)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(diǎn)看,這種蒸發(fā)器不能與強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器相比,只能是介于降膜式蒸發(fā)器與強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器之間的一種形式。實(shí)際上這種蒸發(fā)器所適應(yīng)的物料范圍并沒有超過降膜式蒸發(fā)器的應(yīng)用范圍,或者可定義為降膜式蒸發(fā)器的一個(gè)特例。
(4)從應(yīng)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(shù),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(jié)垢結(jié)焦的現(xiàn)象,所以結(jié)垢結(jié)焦依然會(huì)存在。
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(yùn)動(dòng),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(jié)垢結(jié)焦現(xiàn)象。由于其沒有真正的分布器,導(dǎo)致料液不能很好地沿著管壁潤濕成膜狀向下運(yùn)動(dòng)[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(shí)際中并沒有得到廣泛的應(yīng)用。