单效外循环浓缩器的工作原理如下:
1. 加热过程:
- 蒸汽供热:生蒸汽进入加热室的壳程,作为热源。加热室内部通常是列管式结构,生蒸汽在列管的外部流动,而需要浓缩的料液则在列管的内部。生蒸汽的热量通过列管的管壁传递给料液,使料液温度升高。
- 料液升温:料液吸收热量后温度逐渐上升,同时由于温度升高,料液的密度变小,在重力和热对流的作用下,受热的料液向上流动。
2. 循环过程:
- 喷入蒸发室:当料液被加热到一定程度后,会从加热室上部的喷管喷入蒸发室。在这个过程中,料液的压力降低,部分料液会迅速汽化,形成汽液混合物。
- 返回加热室:进入蒸发室的汽液混合物进行汽液分离后,未汽化的料液会从蒸发室底部的循环管回到加热室的下部,再次被加热,然后又被喷入蒸发室,如此不断循环。这样的循环过程可以使料液不断地被加热和蒸发,提高浓缩效率。
3. 蒸发过程:
- 汽液分离:在蒸发室中,料液由于压力降低而迅速汽化,产生的蒸汽与未汽化的料液分离。蒸汽向上运动,而浓缩后的料液则在重力作用下向下流动。
- 去除泡沫:蒸发过程中可能会产生泡沫,为了避免泡沫影响蒸发效果和后续的冷凝过程,蒸发室通常设有除沫器,用于消除蒸汽中的泡沫。
4. 冷凝与收集过程:
- 蒸汽冷凝:从蒸发室蒸发出来的二次蒸汽进入冷凝器,冷凝器中通常通有冷却水,二次蒸汽与冷却水进行热交换,温度降低,迅速冷凝成液体。
- 液体收集:冷凝后的液体进入冷却器进一步冷却,然后流入受液罐中被收集起来。如果有不凝性气体(如空气等),则会通过真空泵或直接排入大气。
5. 出料过程:当料液浓缩到所需的浓度程度时,经取样确定合格后,通过出料口排出浓缩后的物料。