蒸發器主要由加熱室和分離室兩部分組成。加熱室的型式有多種，最初采用夾套式或蛇管式加熱裝置，其後則有橫卧式短管加熱室及豎式短管加熱室。繼而又發明了豎式長管液膜蒸發器，以及刮闆式薄膜蒸發器等等。根據溶液在蒸發器中流動的情況，大緻可将工業上常用的間接加熱蒸發器分為循環型與單程型兩類。

标準蒸發器

一、循環型蒸發器

這類蒸發器的特點是溶液在蒸發器内作循環流動。根據造成液體循環的原理的不同，又可将其分為自然循環和強制循環兩種類型。前者是藉助在加熱室不同位置上溶液的受熱程度不同，使溶液産生密度差而引起的自然循環；後者是依靠外加動力使溶液進行強制循環。目前常用的循環型蒸發器有以下幾種：

1、中央循環管式蒸發器

中央循環管式蒸發器的結構如圖片所示，其加熱室由一垂直的加熱管束（沸騰管束）構成，在管束中央有一根直徑較大的管子，稱為中央循環管，其截面積一般為加熱管束總截面積的40~100%。當加熱介質通入管間加熱時，由于加熱管内單位體積液體的受熱面積大于中央循環管内液體的受熱面積，因此加熱管内液體的相對密度小，從而造成加熱管與中央循環管内液體之間的密度差，這種密度差使得溶液自中央循環管下降，再由加熱管上升的自然循環流動。溶液的循環速度取決于溶液産生的密度差以及管的長度，其密度差越大，管子越長，溶液的循環速度越大。但這類蒸發器由于受總高度限制，加熱管長度較短，一般為1~2m，直徑為25~75mm，長徑比為20~40。

中央循環管蒸發器具有結構緊湊、制造方便、操作可靠等優點，故在工業上的應用十分廣泛，有所謂“标準蒸發器”之稱。但實際上，由于結構上的限制，其循環速度較低（一般在0.5m/s以下）；而且由于溶液在加熱管内不斷循環，使其濃度始終接近完成液的濃度，因而溶液的沸點高、有效溫度差減小。此外，設備的清洗和檢修也不夠方便。

2、懸筐式蒸發器

懸筐式蒸發器是中央循環管蒸發器的改進。其加熱室像個懸筐，懸挂在蒸發器殼體的下部，可由頂部取出，便于清洗與更換。加熱介質由中央蒸汽管進入加熱室，而在加熱室外壁與蒸發器殼體的内壁之間有環隙通道，其作用類似于中央循環管。操作時，溶液沿環隙下降而沿加熱管上升，形成自然循環。一般環隙截面積約為加熱管總面積的100~150%，因而溶液循環速度較高（約為1~1.5m/s）。由于與蒸發器外殼接觸的是溫度較低的沸騰液體，故其熱損失較小。

懸筐式蒸發器适用于蒸發易結垢或有晶體析出的溶液。它的缺點是結構複雜，單位傳熱面需要的設備材料量較大。

3、外熱式蒸發器

外加熱式蒸發器

外熱式蒸發器的特點是加熱室與分離室分開，這樣不僅便于清洗與更換，而且可以降低蒸發器的總高度。因其加熱管較長（管長與管徑之比為50~100），同時由于循環管内的溶液不被加熱，故溶液的循環速度大，可達1.5m/s。

4、列文蒸發器

列文蒸發器的特點是在加熱室的上部增設一沸騰室。這樣，加熱室内的溶液由于受到這一段附加液柱的作用，隻有上升到沸騰室時才能汽化。在沸騰室上方裝有縱向隔闆，其作用是防止氣泡長大。此外，因循環管不被加熱，使溶液循環的推動力較大。循環管的高度一般為7~8m，其截面積約為加熱管總截面積的200~350%。因而循環管内的流動阻力較小，循環速度可高達2 ~3m/s。

列文蒸發器的優點是循環速度大，傳熱效果好，由于溶液在加熱管中不沸騰，可以避免在加熱管中析出晶體，故适用于處理有晶體析出或易結垢的溶液。其缺點是設備龐大，需要的廠房高。此外，由于液層靜壓力大，故要求加熱蒸汽的壓力較高。

5、強制循環蒸發器

強制循環蒸發器

強制循環管式蒸發器

上述各種蒸發器均為自然循環型蒸發器，即靠加熱管與循環管内溶液的密度差引起溶液的循環，這種循環速度一般都比較低，不宜處理粘度大、易結垢及有大量析出結晶的溶液。對于這類溶液的蒸發，可采用強制循環型蒸發器。這種蒸發器是利用外加動力（循環泵）使溶液沿一定方向作高速循環流動。循環速度的大小可通過調節泵的流量來控制。一般循環速度在2.5m/s以上。

這種蒸發器的優點是傳熱系數大，對于粘度較大或易結晶、結垢的物料，适應性較好，但其動力消耗較大。

二、單程型蒸發器

這類蒸發器的特點是，溶液沿加熱管壁成膜狀流動，一次通過加熱室即達到要求的濃度，而停留時間僅數秒或十幾秒鐘。

單程型蒸發器的主要優點是傳熱效率高，蒸發速度快，溶液在蒸發器内停留時間短，因而特别适用于熱敏性物料的蒸發。

按物料在蒸發器内的流動方向及成膜原因的不同，可以分為以下幾種類型：（1）升膜蒸發器；（2）降膜蒸發器；（3）升—降膜蒸發器；（4）刮闆薄膜蒸發器。

1、升膜蒸發器

升膜式蒸發器其加熱室由一根或數根垂直長管組成，通常加熱管直徑為25~50mm，管長與管徑之比為100~150。原料液經預熱後由蒸發器的底部進入，加熱蒸汽在管外冷凝。當溶液受熱沸騰後迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管内高速上升，帶動液體沿管内壁成膜狀向上流動，上升的液膜因受熱而繼續蒸發。故溶液自蒸發器底部上升至頂部的過程中逐漸被蒸濃，濃溶液進入分離室與二次蒸汽分離後由分離器底部排出。常壓下加熱管出口處的二次蒸汽速度不應小于10m/s，一般為20~50m/s，減壓操作時，有時可達100~160m/s或更高。

升膜蒸發

升膜蒸發器适用于蒸發量較大（即稀溶液）、熱敏性及易起泡沫的溶液，但不适于高粘度、有晶體析出或易結垢的溶液。

2、降膜蒸發器

降膜式蒸發器與升膜蒸發器的區别在于原料液由加熱管的頂部加入。溶液在自身重力作用下沿管内壁呈膜狀下流，并被蒸發濃縮，汽液混合物由加熱管底部進入分離室，經氣液分離後，完成液由分離器的底部排出。

降膜蒸發

降膜式蒸發器

為使溶液能在壁上均勻成膜，在每根加熱管的頂部均需設置液體布膜器。布膜器的型式有多種。

降膜蒸發器可以蒸發濃度較高的溶液，對于粘度較大的物料也能适用。但對于易結晶或易結垢的溶液不适用。此外，由于液膜在管内分布不易均勻，與升膜蒸發器相比，其傳熱系數較小。

3、升-降膜蒸發器

将升膜和降膜蒸發器裝在一個外殼中，即構成升—降膜蒸發器，原料液經預熱後先由升膜加熱室上升，然後由降膜加熱器下降，再在分離室中和二次蒸汽分離後即得完成液。

這種蒸發器多用于蒸發過程中溶液的粘度變化很大，水分蒸發量不大和廠房高度有一定限制的場合。

4、刮闆薄膜蒸發器

這種蒸發器是利用旋轉刮片的刮帶作用，使液體分布在加熱管壁上。它的突出優點是對物料的适應性很強，例如對于高粘度、熱敏性和易結晶、結垢的物料都能适用。刮闆薄膜蒸發器的結構如圖片(5-11)所示。它的殼體外部裝有加熱蒸汽夾套，其内部裝有可旋轉的攪拌刮片，旋轉刮片有固定的和活動的兩種。前者與殼體内壁的縫隙為0.75~1.5mm，後者與器壁的間隙随攪拌軸的轉數而變。料液由蒸發器上部沿切線方向加入後，在重力和旋轉刮片帶動下，溶液在殼體内壁上形成下旋的薄膜，并在下降過程中不斷被蒸發濃縮，在底部得到完成液。

在某些情況下，可将溶液蒸幹而由底部直接獲得固體産物。

這類蒸發器的缺點是結構複雜，動力消耗大，傳熱面積小，一般為3~4m2，最大不超過20m2，故其處理量較小。

三、直接接觸傳熱的蒸發器

在實際生産中，除上述循環型和單程型兩大類間壁式傳熱的蒸發器外，有時還應用直接接觸傳熱的蒸發器。它是将燃料（通常是煤氣或重油）與空氣混合後燃燒産生的高溫煙氣直接噴入被蒸發的溶液中，高溫煙氣與溶液直接接觸，使得溶液迅速沸騰汽化。蒸發出的水分與煙氣一起由蒸發器的頂部直接排出。

通常這種蒸發器的燃燒室在溶液中的深度為200~600mm，燃燒室内高溫煙氣的溫度可達1000℃以上，但由于氣液直接接觸時傳熱速率快，氣體離開液面時隻比溶液溫度高出2~4℃。燃燒室的噴嘴因在高溫下使用，較易損壞，故應選用耐高溫和耐腐蝕的材料制作，結構上應考慮便于更換。

浸沒燃燒蒸發器的特點是結構簡單，傳熱效率高。該蒸發器特别适用于處理易結晶、結垢或有腐蝕性的物料的蒸發。目前在廢酸處理和硫酸铵鹽溶液的蒸發中，已廣泛采用此種蒸發器。但它不适用于不可被煙氣污染物料的處理，而且它的二次蒸汽也很難利用。

四、蒸發器工作流程

蒸發的基本流程

引出額外蒸汽的蒸發流程

平流加料蒸發流程

逆流加料蒸發流程

并流加料蒸發流程

逆流加料蒸發流程（1）

引出額外蒸汽的三效蒸發流程圖

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