一、中央循環管式蒸發器

中央循環管式蒸發器的結構其加熱室由一垂直的加熱管束（沸騰管束）構成，在管束中央有一根直徑較大的管子，稱為中央循環管，其截面積一般為加熱管束總截面積的40~100%。當加熱介質通入管間加熱時，由于加熱管內單位體積液體的受熱面積大于中央循環管內液體的受熱面積，因此加熱管內液體的相對密度小，從而造成加熱管與中央循環管內液體之間的密度差，這種密度差使得溶液自中央循環管下降，再由加熱管上升的自然循環流動。溶液的循環速度取決于溶液產生的密度差以及管的長度，其密度差越大，管子越長，溶液的循環速度越大。但這類蒸發器由于受總高度限制，加熱管長度較短，一般為1~2m，直徑為25~75mm，長徑比為20~40。

中央循環管蒸發器具有結構緊湊、制造方便、操作可靠等優點，故在工業上的應用十分廣泛，有所謂“標準蒸發器”之稱。但實際上，由于結構上的限制，其循環速度較低（一般在0.5m/s以下）；而且由于溶液在加熱管內不斷循環，使其濃度始終接近完成液的濃度，因而溶液的沸點高、有效溫度差減小。此外，設備的清洗和檢修也不夠方便。

外熱式蒸發器的結構特點是加熱室與分離室分開，這樣不僅便于清洗與更換，而且可以降低蒸發器的總高度。因其加熱管較長（管長與管徑之比為50~100），同時由于循環管內的溶液不被加熱，故溶液的循環速度大，可達1.5m/s。

升膜式蒸發器的加熱室由一根或數根垂直長管組成，通常加熱管直徑為25~50mm，管長與管徑之比為100~150。原料液經預熱后由蒸發器的底部進入，加熱蒸汽在管外冷凝。當溶液受熱沸騰后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管內高速上升，帶動液體沿管內壁成膜狀向上流動，上升的液膜因受熱而繼續蒸發。故溶液自蒸發器底部上升至頂部的過程中逐漸被蒸濃，濃溶液進入分離室與二次蒸汽分離后由分離器底部排出。常壓下加熱管出口處的二次蒸汽速度不應小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓操作時，有時可達100~160m/s或更高。

升膜蒸發器適用于蒸發量較大（即稀溶液）、熱敏性及易起泡沫的溶液，但不適于高粘度、有晶體析出或易結垢的溶液。

其與臥式殼管式冷凝器的結構基本相似。按供液方式可分為殼管式蒸發器和干式蒸發器兩種。臥式殼管式蒸發器廣泛使用于閉式鹽水循環系統。

結構緊湊，液體與傳熱表面接觸好，傳熱系數高。但是它需要充入大量制冷劑，液柱對蒸發溫度將會有一定的影響。且當鹽水濃度降低或鹽水泵因故停機時，鹽水在管內有被凍結的可能。若制冷劑為氟利昂，則氟利昂內溶解的潤滑油很難返回壓縮機。此外清洗時需停止工作。

立管式和螺旋管式蒸發器的共同點是制冷劑在管內蒸發，整個蒸發器管組沉浸在盛滿載冷劑的箱體內(或池、槽內)，為了保證載冷劑在箱內以一定速度循環，箱內焊有縱向隔板和裝有螺旋攪拌器。載冷劑流速一般為0.3～0.7m/s，以增強傳熱。

立管式和螺旋管式蒸發器只能用于開式循環系統，故載冷劑必須是非揮發性物質，常用的是鹽水和水等。如用鹽水，蒸發器管子易被氧化，且鹽水易吸潮而使濃度降低。這兩種蒸發器可以直接觀察載冷劑的流動情況，廣泛用于以氨為制冷劑的鹽水制冷系統。

冷卻排管是用來冷卻空氣的一種蒸發器。廣泛應用于低溫冷藏庫中，制冷劑在冷卻排管內流動并蒸發，管外作為傳熱介質的被冷卻空氣作自然對流。

冷卻排管最大的優點是結構簡單，便于制作，對庫房內貯存的非包裝食品造成的干耗較少。但排管的傳熱系數較低，且融霜時操作困難，不利于實現自動化。對于氨直接冷卻系統用無縫鋼管焊制，采用光管或繞制翅片管；對于氟利昂系統，大都采用繞片或套片式銅管翅片管組。

蛇管式頂管重力供液或氨泵供液均可；單排和雙排蛇管式墻排管可用于下進上出式的氨泵供液系統及重力供液系統，對單根蛇管式排管還可用于氨泵上進下出供液系統和熱力膨脹閥供液系統。

蛇管式排管的優點是結構簡單，易于制作，存液量較小，適用性強。其主要缺點為排管下段產生的蒸氣不能及時引出，必須經過排管的全長后才能排出，故傳熱系數小，汽液二相流動阻力大。

冷風機多是由軸流式風機與冷卻排管等組成的一臺成套設備。它依靠風機強制庫房內的空氣流經箱體內的冷卻排管進行熱交換，使空氣冷卻，從而達到降低庫溫的目的。

冷風機按冷卻空氣所采用的方式可分為干式、濕式和干濕混合式三種。其中，制冷劑或載冷劑在排管內流動，通過管壁冷卻管外空氣的稱為干式冷風機；以噴淋的載冷劑液體直接和空氣進行熱交換的，稱為濕式冷風機；混合式冷風機除冷卻排管外，還有載冷劑的噴淋裝置。

冷庫常用的干式冷風機按其安裝的位置又可分為吊頂式和落地式兩種類型。它們都由空氣冷卻排管，通風機及除霜裝置組成，且冷風機內的冷卻排管都是套片式的。大型干式冷風機常為落地式。

這種蒸發器的特征在于加長的加熱管，并使加熱室安裝在蒸發器的外面，這樣可以減低蒸發器的總長度，同時循環管沒有受到蒸汽加熱，使溶液的自然循環速度較快。

它是中央循環管蒸發器的改進。其加熱室像個懸筐，懸掛在蒸發器殼體的下部，可由頂部取出，便于清洗與更換。加熱介質由中央蒸汽管進入加熱室，而在加熱室外壁與蒸發器殼體的內壁之間有環隙通道，其作用類似于中央循環管。操作時，溶液沿環隙下降而沿加熱管上升，形成自然循環。一般環隙截面積約為加熱管總面積的100~150%，因而溶液循環速度較高（約為1~1.5m/s）。由于與蒸發器外殼接觸的是溫度較低的沸騰液體，故其熱損失較小。

懸筐式蒸發器適用于蒸發易結垢或有晶體析出的溶液。它的缺點是結構復雜，單位傳熱面需要的設備材料量較大。

列文蒸發器的結構特點是在加熱室的上部增設一沸騰室。這樣，加熱室內的溶液由于受到這一段附加液柱的作用，只有上升到沸騰室時才能汽化。在沸騰室上方裝有縱向隔板，其作用是防止氣泡長大。此外，因循環管不被加熱，使溶液循環的推動力較大。循環管的高度一般為7~8m，其截面積約為加熱管總截面積的200~350%。因而循環管內的流動阻力較小，循環速度可高達2~3m/s。

列文蒸發器的優點是循環速度大，傳熱效果好，由于溶液在加熱管中不沸騰，可以避免在加熱管中析出晶體，故適用于處理有晶體析出或易結垢的溶液。其缺點是設備龐大，需要的廠房高。此外，由于液層靜壓力大，故要求加熱蒸汽的壓力較高。

上述各種蒸發器均為自然循環型蒸發器，即靠加熱管與循環管內溶液的密度差引起溶液的循環，這種循環速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結垢及有大量析出結晶的溶液。對于這類溶液的蒸發，可采用強制循環型蒸發器。這種蒸發器是利用外加動力（循環泵）使溶液沿一定方向作高速循環流動。循環速度的大小可通過調節泵的流量來控制。一般循環速度在2.5m/s以上。

這種蒸發器的優點是傳熱系數大，對于粘度較大或易結晶、結垢的物料，適應性較好，但其動力消耗較大。

降膜式蒸發器與升膜蒸發器的區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壁呈膜狀下流，并被蒸發濃縮，汽液混合物由加熱管底部進入分離室，經氣液分離后，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流管，液體沿溝槽旋轉下流分布在整個管內壁上；導流管下部為圓錐體，錐體底面向下內凹，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壁成膜狀下降。

降膜蒸發器可以蒸發濃度較高的溶液，對于粘度較大的物料也能適用。但對于易結晶或易結垢的溶液不適用。此外，由于液膜在管內分布不易均勻，與升膜蒸發器相比，其傳熱系數較小。

刮板薄膜蒸發器是利用旋轉刮片的刮帶作用，使液體分布在加熱管壁上。它的突出優點是對物料的適應性很強，例如對于高粘度、熱敏性和易結晶、結垢的物料都能適用。刮板薄膜蒸發器的殼體外部裝有加熱蒸汽夾套，其內部裝有可旋轉的攪拌刮片，旋轉刮片有固定的和活動的兩種。前者與殼體內壁的縫隙為0.75~1.5mm，后者與器壁的間隙隨攪拌軸的轉數而變。料液由蒸發器上部沿切線方向加入后，在重力和旋轉刮片帶動下，溶液在殼體內壁上形成下旋的薄膜，并在下降過程中不斷被蒸發濃縮，在底部得到完成液。在某些情況下，可將溶液蒸干而由底部直接獲得固體產物。

這類蒸發器的缺點是結構復雜，動力消耗大，傳熱面積小，一般為3~4m2，最大不超過20m2，故其處理量較小。

物料原液從換熱器上管箱加入，經過布液器把物料分配到每根換熱管內，并且沿著換熱管內壁形成均勻的液體膜，管內液體膜在向下流的過程中被殼程的加熱蒸汽加熱，邊向下流動邊沸騰并進行蒸發。到換熱管底端物料變成濃縮液和二次蒸汽。

濃縮液落入下管箱，二次蒸汽進入氣液分離器。在氣液分離器中二次蒸汽夾帶的液體飛沫被去除，純凈的二次蒸發從分離器中輸送到壓縮機。壓縮機把二次蒸汽壓縮后作為加熱蒸汽輸送到換熱器殼程用于蒸發器熱源。實現連續蒸發過程。

1、換熱效率高

2、占地面積小

3、物料停留的時間短，不易引起物料變質。

4、適用于較高粘度的物料。

降膜蒸發器適用于MVR蒸發結晶過程預濃縮工序，可以蒸發粘度較大的物料，尤其適用于熱敏性物料，但不適用處理有結晶的物料。

強制循環蒸發器由蒸發分離器、換熱器和強制循環泵組成。物料在換熱器的換熱管內被換熱管外的蒸汽加熱溫度升高。在循環泵作用下物料上升到蒸發分離器中，在蒸發分離器內由于物料靜壓下降使物料發生蒸發。

蒸發產生二次蒸汽從物料中溢出，物料被濃縮產生過飽和而使結晶生長，解除過飽和的物料進入強制循環泵，在循環泵作用下進入換熱器，物料如此循環不斷蒸發濃縮或濃縮結晶。

晶漿從循環管路中用出料泵輸出。蒸發分離器內的二次蒸汽經過蒸發分離器上部的分離和除沫裝置凈化后輸送到壓縮機，壓縮機把二次蒸汽壓縮后輸送到換熱器殼程用作蒸發器加熱蒸汽，實現熱能循環連續蒸發。

1. 傳熱系數較低；

2. 換熱表面不易形成結垢或結晶。

適用于易結垢、產生結晶、高粘度物料蒸發濃縮或蒸發結晶過程。

OSLO蒸發結晶器由OSLO蒸發器、換熱器和強制循環泵組成。物料在換熱器的換熱管內被換熱管外的蒸汽加熱溫度升高。在循環泵作用下物料上升到OSLO蒸發結晶器中，在OSLO蒸發結晶器內由于物料靜壓下降使物料發生蒸發。

蒸發產生二次蒸汽從物料中溢出，物料被濃縮產生過飽，過飽和溶液在OSLO蒸發結晶器的中心管內下降與溶液中的小結晶充分接觸而使結晶進一步生長，成長較大的結晶經過淘析柱淘析把大結晶沉淀到淘析柱下面用晶漿泵輸送到稠厚器。較小的結晶在OSLO結晶器中繼續成長。

經過澄清的液體被強制循環泵輸送到換熱器繼續加熱，物料如此循環不斷蒸發濃縮或濃縮結晶。OSLO蒸發結晶器內的二次蒸汽經過分離器上部的分離和除沫裝置凈化后輸送到壓縮機，壓縮機把二次蒸汽壓縮后輸送到換熱器殼程用作蒸發器加熱蒸汽。實現熱能循環連續蒸發。

1、結晶粒度大，粒度均勻

2、設備體積大，成本高

適用于要求結晶粒度較大的物料生產。

DTB型結晶器是一種典型的晶漿內循環結晶器。由于在結晶器設置內導流筒，形成了循環通道，使晶漿具有良好的混合條件，在蒸發結晶中能迅速消除過飽和度，能使溶液的過飽和度處于比較低的水平。特別適用于溶解度曲線比較陡的產品。DTB型結晶器性能良好，生產強度高，能生產顆粒較大的晶粒，且結晶器內不易結疤。它已經成為連續結晶器的主要形式之一。

生產強度高，結晶顆粒較大，性能穩定。

適用于結晶粒度較大、生產強度較高的物料生產。

對于產量較小，結晶周期較短的，多采用立式結晶箱

產量較大，周期比較長的，多采用臥式結晶箱

（1）體積大，晶體懸浮攪拌所消耗的動力較小；

（2）對于結晶速度較快的物料可串聯操作，進行連續結晶。

連續操作的 最佳控制是使溶液在進口處即開始生成晶核，進入設備后很快就生成足夠的晶核，這些晶核懸浮在溶液中，隨著溶液在槽中的慢慢移動長大成晶體。最后從結晶槽的 另一端排出。

適于結晶速度比較快，容易自然起晶，且要求結晶晶體較大的產品；可控制溶液的蒸發速度和進料速度，結構較簡單。

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