蒸發濃縮系統之（一）單效

最近有2、3起這樣的例子，同事和朋友，他們購買的蒸發濃縮系統出了點問題，大概就是買的時候說的很好的東西，實際使用過程，每噸水的蒸發能耗遠遠大於設計之初，希望能讓老沙彌幫忙改造下，又或者，捨棄掉原來的，改用成MVR的蒸發濃縮系統，幫忙合計合計。有鑑於此，老沙彌覺得有必要，重新捋一遍蒸發濃縮這類的東西，溫故而知新嘛。

一、蒸發濃縮的定義

蒸發（evaporation）是液體變成氣體的過程，簡單的說，就是溶液裡面使溶劑（多為水）揮發，同時伴隨著溶質的濃度增大的過程。我們所熟知的地球裡的水迴圈過程，包含了蒸發裝備的幾大因素：蒸發、冷凝、收集。

實驗室常見的旋轉蒸發儀，就是我們常見的蒸發濃縮儀器。當然，可能很多專案工程狗未必真正使用過此類儀器，畢竟工廠工程的糙活和實驗室的精細活，心理上可能有條溝。但實際上，都要“大處著眼，小處著手”。

二、蒸發濃縮術語的釋疑

1、單效、多效蒸發的區分

單效（single-effect）蒸發器是相對於多效（Multiple-effect）而言的，單效只有一個有效的蒸發體，而多效有多個；當然，最關鍵的是單效的蒸汽直接去冷凝了，而多效前面效體的二次蒸汽繼續利用以節約能耗。

2、降膜、升膜蒸發的區分

經常有聽到升膜（Rising Film）、降膜（Falling Film）蒸發濃縮器，它們的主要區別在於，物料進入加熱管並在管壁上形成薄膜，這個過程上升還是下降的問題。

有些系統裡面，不僅僅只有單一的升膜或者降膜，其一個加熱器裡就兼有升降膜，某些人又稱其為升降膜濃縮器（Rising Falling Film Concentrator）如下圖：

3、板式、管式蒸發濃縮的區分

兩者的區別，主要集中在加熱器的形式上，上圖等的形式，一般為管式（tubular ）蒸發器，而下圖的這種為板式（plate and frame）。

三、蒸發器的型別及其選用建議

蒸發器常說的型別，主要關注的是加熱器的型式，當然還有別的特性的東西。像上面說的，升膜和降膜，板式和管式。其中，升膜和降膜又更多專指管式蒸發。所以，所謂的型別，只不過是針對某些特性的東西而言的。老沙彌大概整理了下，比較常見的的蒸發器型別有：

1、升膜；2、降膜；3、升降膜；4、板式；5、間歇批次（見下圖）；

6、強制迴圈（

題圖

）；7、自然迴圈（

其有幾種形式，如下圖

）；

8、刮板薄膜蒸發器

（Agitated thin-film，這個很多人較少接觸，放個影片吧）：

LCI公司的刮板蒸發器工作原理

https：//www。zhihu。com/video/1421803457884422145

蒸發濃縮系統大概就包括上面幾種，這麼多形式，怎麼去選擇呢。光憑銷售公司的嘴，你得掉幾回坑啊。所以，紮實做功課，當然最好有經驗和總結，如果都沒有，下面老沙彌按照良心公司的選型建議，進行初步的選擇。

細心的朋友可能發現，僅僅靠上圖的參考是不能完整的選好自己合適的蒸發器的。真正在蒸發器選型大概就基於幾點考慮：

1、蒸發能耗；2、製造成本；3、產品質量；4、執行穩定

。如果確實想在產品質量和穩定執行考慮的，老沙彌推薦：（天臻生物化工技術有限公司），其在生物、食品領域的產品，真不是蓋的。少走點冤枉路，總是好的。

四、單效蒸發濃縮系統的基本構成

在沒有特指的情況下，一般的單效蒸發濃縮系統，主要包括：加熱器、分離室、冷凝器、迴圈泵、真空泵等幾塊，當然，根據控制以及產品的特性需要，會適當增減一些設施。下圖以供參考：

五、單效蒸發濃縮系統的基本設計

單效蒸發濃縮雖然看起來簡單，但麻雀雖小五臟俱全。加熱器和冷凝器，涉及到換熱的設計計算；分離室，涉及到外壓容器安全設計以及分離面積確定；真空泵，涉及到真空度和功率的選擇等等。

說這麼多，只不過想告訴大家，當你用白菜價買到的東西的時候，你應該考慮下，要不要撿這個便宜。老沙彌雖然有類似上圖的便捷計算辦法，但並不傳輸，但將來會考慮整合在老沙彌的app裡面，以利於大家共同參詳。

參考文獻：

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