问答题简述升降膜式真空蒸发浓缩设备的原理和特点。

题目

问答题

简述升降膜式真空蒸发浓缩设备的原理和特点。

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相似问题和答案

第1题：

什么是真空蒸发浓缩？祥细叙述升膜式蒸发器的工作原理。

正确答案: 溶液在真空状态，较低的温度下即沸腾、溶剂汽化，这称之为真空蒸发浓缩。
升膜式蒸发器的工作原理。溶液在加热的管子里由下而上运动时，在管壁的液体受热温度上升，密度下降，而管子中心的液体温度变化较小，这就使管内液体产生如图a所示的自然对流运动。温度升得越高对流越激烈，当温度升到相应沸腾温度时，溶液便开始沸腾，产生蒸汽气泡分散于连续的液相中。由于蒸汽气泡的密度小故气泡通过液体而上升，如图b所示。液相因混有蒸汽气泡，使液体静压头下降，液体继续受热，温度不断上升，气泡大量增加。蒸汽气泡相互碰撞，小气泡就聚合成大气泡于管子中部上升，气泡增大，气体上升的速度则加快，如图c所示。当气泡继续增大形成柱状，占据管子中部的大部分空间时，气体以很大的速度上升，而液体受重力作用沿气泡边缘下滑，如图d所示。液体下降较多时，大个柱状气泡则被液层截断，如图e所示。若液体温度继续上升，溶液的蒸发速度继续增加，气泡的上升速度激增，蒸汽的密度也增大，由于重力作用，滑流下来的液体很快受热蒸发，未蒸发的浓缩液体也被高速气流带着上升，气泡断层不能形成，蒸汽占据了整个管子中部空间，液体只能分布于管壁，开始形成液膜，如图f所示，这时称为环形流。环形流液体的上升是靠高速蒸汽气流对流层的拖带而形成，称之为“爬膜”现象。这时液膜沿管壁上升不断受热蒸发，浓度不断增大，最后与蒸汽一齐离开，管子越高则上升蒸发时间越长，溶液浓缩越大。

第2题：

不适用于浓缩较高黏度物料的蒸发器是（）。

A、升膜式真空蒸发器
B、降膜式真空蒸发器
C、刮板式真空蒸发器
D、离心式薄膜蒸发器

正确答案:A

第3题：

常用的浓缩设备有哪些？简述其结构和工作原理。

正确答案: 常用的浓缩设备有：圆网浓缩机、侧压浓缩机和鼓式真空浓缩机等。
①圆网浓缩机结构简单，主要由圆网槽和转动的圆网笼组成，并分为有刮刀和无刮刀两种。工作原理：当低浓的浆料进入网槽后，由于网内外的液位差，而使浆料中的水滤入网笼内，从一端或两端排出。浓缩后的纸浆附在网上，随网笼转出浆面，并转移到压辊上，然后由刮刀刮下或由喷水管的水冲下，并排出。
②侧压浓缩机又称加式脱水机，它有一个在进浆侧形成高浆位的浆槽浆位的浆槽，而在出浆侧的下方低液位处，借一个压辊来封闭浆槽与网鼓之间的缝隙。网鼓和压辊具有相同的速度。工作原理：被浓缩的浆料沿网鼓的转动方向由上而下，经脱水和压辊压干后用刮浆刀从压辊上刮下来。包胶压辊的两侧装有杠杆加压装置，可以调节压辊的压力，以控制出浆浓度。
③鼓式真空浓缩机，该机与洗涤和提取废液用的鼓式真空洗浆机的工作原理和结构基本相同。

第4题：

升膜式浓缩设备工作原理如何解释？进料量对浓缩过程有何影响？

正确答案: 工作原理：料液从加热器底部进入管内。经加热蒸汽加热沸腾后迅速汽化，所产生的二次蒸汽及料液延期内壁呈膜状高速上升，进行连续传热蒸发。这样料液从加热器的底部至管子顶端出口处逐渐被浓缩，浓缩后的料液以高速进入蒸发分离室，通过蒸发分离室的离心分离作用，二次蒸汽从分离室顶部排出；达到浓度要求的浓缩液从分离室底部排出，没有达到浓度的浓缩液通过循环管，再回到加热器底部，进行第二次浓缩。
影响：操作时，要很好控制进料液量，一般经过一次浓缩的蒸发水分量，不能大于进料量的80％；如果进液量过多，加热蒸汽不足，则管的下部积液过多，会形成液柱上升而不能形成液膜，失去液膜蒸发的特点，使传热效果大大降低；如果进液量过少，会发生管壁结焦现象。

第5题：

下列哪个因素会导致升膜式真空蒸发浓缩设备在浓缩过程中产生“干壁”现象。（）

A、料液黏度太小
B、传热温度差过高
C、气流速度过低
D、蒸发浓缩倍数不高

正确答案:B

第6题：

升膜式真空蒸发浓缩设备中，“爬膜”产生的必要条件是（）。

A、足够高的传热温度
B、足够的传热温差和强度
C、足够的料液流速
D、足够的传热面积

正确答案:B

第7题：

简述升降膜式真空蒸发浓缩设备的原理和特点。

正确答案: 原理：升降膜式蒸发器是在一个加热器内安装两组加热管，一组作升膜式另一组作奖膜式。物料溶液先进入升膜加热管，沸腾蒸发后，气液混合物上升至顶部，然后转入另一半加热管，再进行降膜蒸发，浓缩液从下部进入气液分离器，分离后，二次蒸汽从分离器上部排入冷凝器，浓缩液从分离器下部出料。
特点：
⑴符合物料的要求。初进入蒸发器时，物料浓度较低，物料蒸发内阻较小，蒸发速度较快，容易达到升膜的要求。物料经初步浓缩，浓度较大，但溶液在降膜式蒸发中受重力作用沿管壁均匀分布形成膜状。
⑵升膜蒸发后的汽液混合有助于降膜的进料分配，有利于液体的均匀分布。
⑶利用升膜来控制降膜的进料，有利于操作的控制。
⑷将两个浓缩过程串联，可以提高产品的浓缩比，减低设备的高度。

第8题：

简述热蒸镀（真空蒸发）膜与离子溅射膜的区别和优缺点。

正确答案: 粒子具有的动能不同：蒸镀膜所沉积的粒子有较低的动能，而溅射出来的粒子有很高的动能，比蒸发高1～2个数量级。
粒子飞向基体表面的分布规律不同：对于小面积蒸发源，气相原子飞向基体表面时按余弦定律分布。对于阴极溅射，靶是多晶材料且入射氩离子较大时符合余弦分布规律，但对单晶靶材，则产生择优溅射效应，不同晶面的溅射强度不同。
粒子电性不同：蒸发出来的气相原子几乎都是不带电的中性粒子，但溅射出来的粒子，除中性原子或原子团外，还可能有正离子、负离子、二次电子和光子等多种粒子。
真空度不同：蒸发镀时，真空度较高，气体分子平均自由程大于蒸发源到基体间的距离，气相原子在飞向基体的过程中，气相原子间或与残余气体分子间碰撞机会很少，它们基本上保持原有的能量，能量分布及直线飞行轨迹。阴极溅射时真空度较低，气体分子平均自由程小于靶材和基体之间的距离，溅射原子飞行过程中，相互间碰撞，原子及其他残余气体分子相互碰撞，改变了溅射原子方向，到达基体表面的粒子可来自基体正前方整个半球面空间的所有方向，因此较容易制备厚度均匀的薄膜。
粘合力不同：蒸发镀所形成的膜容易从基体剥落，而阴极溅射所形成的膜由于形成了过渡层，能很好的跟基体结合，不易剥落。
优缺点：
蒸镀膜：薄膜成分与蒸发合金组分有偏离，薄膜含杂质少，基体和薄膜温度变化不大。
溅射膜：薄膜成分与靶材一致，含较多杂质，基体和薄膜温度变化很大。

第9题：

升降膜式蒸发器工作原理。

正确答案: 物料先进入升膜加热管，沸腾蒸发后，汽液混合物上升至顶部，然后转入另一半加热管，再进行降膜蒸发，浓缩液从下部进入汽液分离器，分离后，二次蒸汽从分离器上部排入冷凝器，浓缩液从分离器下部出料。

第10题：

片式浓缩设备的结构、原理和特点是什么？

正确答案: 结构：由片式加热器与蒸发分离器组合而成原理：料液由泵强制通入加热器体，由前两片之间上升，由后两片之间下降。加热蒸汽则通入中间两片之间和两端两片之间，通过片壁时料液加热，然后冷凝而排出。料液被加热后，部分水分蒸发为二次蒸汽，与浓缩液一起进入底部通道，引入蒸发分离室进行分离。
特点：设备装置紧凑，占地面积小，高度小，料液受热时间短，可浓缩较高浓度的产品，适用于如果汁、牛奶等热敏性物料的蒸发，易清洗，便利于调节生产能力。缺点是加热片制造较复杂，密封橡胶圈易老化而泄漏等。

简述升降膜式真空蒸发浓缩设备的原理和特点。

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