2.3.5　分离器的设计

(1)分离器的结构形式

分离器在降膜式蒸发器中是完成料液与二次蒸汽分离的装置。降膜式蒸发器的分离器主要结构型式如图2⁃17所示(按分离器底封头的型式分)。

图2⁃17　分离器主要结构型式

(2)分离器的设计计算

① 分离器直径计算

式中　W——二次蒸汽量(水分蒸发量),kg/h;

V₀——蒸汽比体积,m3/kg;

ω₀——自由截面的二次蒸汽流速,m/s;ω₀=。

② 分离器有效高度计算

式中　V_s——允许的蒸发体积强度,V_s=1.1~1.5m3/(m3·s)。

【例2⁃7】　有一单效降膜式蒸发器,蒸发量为700kg/h,二次蒸汽温度(分离器蒸发温度)65℃,试求降膜式蒸发器分离器的直径及有效高度。

查附表12,65℃时的饱和蒸汽比体积V₀=6.201m3/kg,ω₀===2.978(m/s),则分离器直径为

取V_s=1.3m3/(m3·s),则分离器有效高度为

应用最为普遍的是内凸封头分离器,具体结构如图2⁃18所示。二次蒸汽均以切线方式进入分离器,切点位置不低于图2⁃18所示正前方位置。分离器主要由器体、捕沫器、检修孔、视镜、灯孔、料液进出口、二次蒸汽出口、压力传感或压力表座及温度传感或温度表座等组成。蒸发后料液及二次蒸汽从蒸发器的下器体排出并进入分离器。分离器的进口横截面一般为矩形,按矩形长边为短边2倍选取。方接口底面至器底部一般为300mm(内凸封头分离器器底)左右,二次蒸汽在方接口(根据分离器及下器体结构不同,二次蒸汽、料液出口也可采用圆形结构,这种结构一般多见于大型蒸发器)中的流速按18m/s计算应用效果已经很好。分离器二次蒸汽排出速度按36m/s选取比较适宜。排出管一般要伸入封头内一段(起到旋流的作用),这样做的目的是防止料液沿着器壁被二次蒸汽带走。

图2⁃18　内凸封头分离器

1-出气口;2-器体;3-捕沫器;4-方接口;5-出料口

有些料液在蒸发过程中会产生大量雾沫,这些雾沫很容易被二次蒸汽夹带进入次效壳程或冷凝器的壳程中,尤其料液中含有易挥发性的低沸点物质,即便有捕沫器,作用也甚微。

捕沫器为圆盘帽式结构,因此也称捕沫帽。捕沫器位于分离器中央,料液进口的上方。捕沫器的直径按分离器直径的0.25倍设计比较合适。捕沫器上钻有小孔。捕沫器的主要作用是扑灭泡沫,防止二次蒸汽夹带料液。