刮板式薄膜蒸發器研究進展

張立群，崔建航，張萬堯

（1.浙江恒逸石化有限公司，浙江 杭州 311209；2.恒逸文萊實業有限公司；3.天華化工機械及自動化研究設計院有限公司，甘肅 蘭州 730060）

刮板式薄膜蒸發器又被稱作機械攪拌薄膜蒸發器，廣泛應用于石化、食品和藥品等行業。刮板式薄膜蒸發器可以在真空條件下操作，具有傳熱系數高（1 500～6 000 W/（m2·K））、功耗低和物料停留時間短等特點[1]，主要用于熱敏性、高黏度、易結垢和易結晶的物料，如苯乙烯、糖液和乙酸的濃縮處理[2-3]和萃取等方面[4-6]。

刮板式薄膜蒸發器按照安裝形式分可為立式和臥式，按照冷凝器安裝位置可分為內冷式和外冷式，按照刮板形式可分為固定刮板式和活動刮板式[7-8]。刮板式薄膜蒸發器的優化設計和高效應用對于節能環保具有重要意義。

1 刮板式薄膜蒸發器基本結構與工作原理

刮板式薄膜蒸發器主要由傳動結構與筒體兩部分組成，結構示意見圖1[9]。物料由筒體上方進料口進入薄膜蒸發器，經分布器被均勻分散到筒體內壁上，再通過由電機驅動的刮板的攪拌，在筒體內壁形成薄膜流，薄膜流吸收由筒體外夾套中蒸汽傳到筒體上的熱量，從而得到蒸發濃縮[10-12]。

圖1 刮板式薄膜蒸發器結構示圖

2 刮板式薄膜蒸發器研究進展

2.1 蒸發器流場研究

刮板式薄膜蒸發器液膜流態可分為3個區域，見圖2。在刮板前方，液體隨著刮板產生旋轉，形成一個渦流的弓形波，此部分流體呈螺旋狀向下流動。刮板后方為高度湍流擠壓區，形成拖曳渦流?！?br>