1. 夾套加熱
夾套加熱的核心結(jié)構(gòu)是在設(shè)備內(nèi)筒與外殼之間形成封閉的環(huán)形夾套,加熱介質(zhì)(蒸汽、導(dǎo)熱油等)在夾套內(nèi)循環(huán)流動(dòng),通過(guò)包裹內(nèi)筒外表面的方式向物料傳遞熱量。其傳熱效率處于中等水平,因夾套對(duì)筒壁的全包裹特性,溫度均勻性較好,不會(huì)出現(xiàn)局部溫差過(guò)大的情況,但升溫速率相對(duì)較慢。
適用場(chǎng)景集中在中低溫工況(50~250℃),尤其適合處理粘度較低(<500 mPa·s)、無(wú)結(jié)垢性的物料,常見(jiàn)于水溶液蒸發(fā)、低粘度有機(jī)溶劑回收等大規(guī)模生產(chǎn)場(chǎng)景。
核心優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)需內(nèi)置額外部件,設(shè)備制造成本低,且不會(huì)干擾物料在蒸發(fā)室內(nèi)的流動(dòng),能保證薄膜形成的穩(wěn)定性;不足之處是夾套內(nèi)介質(zhì)流速偏低,容易形成滯留區(qū),導(dǎo)致傳熱系數(shù)受限,一旦產(chǎn)生結(jié)垢,清洗難度較大,同時(shí)不適用于高溫或高粘度物料的加熱需求。
2. 盤(pán)管加熱
盤(pán)管加熱采用螺旋管或列管作為加熱元件,將其內(nèi)置在蒸發(fā)室內(nèi)部(通常貼近內(nèi)筒壁或合理懸浮于物料通道中),加熱介質(zhì)在管內(nèi)高速流動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳熱。由于管內(nèi)介質(zhì)能形成湍流,大幅強(qiáng)化了傳熱效果,因此傳熱效率很高,是三種形式中適配高溫、高粘度物料的核心類(lèi)型。
溫度控制方面,其響應(yīng)速度快,控溫精度高,通過(guò)調(diào)節(jié)管內(nèi)介質(zhì)流速即可靈活調(diào)整傳熱強(qiáng)度,雖然管體本身可能存在局部溫度集中,但整體物料溫度分布仍較為均勻。
適用場(chǎng)景主要是高溫工況(150~350℃)、需要快速升溫的工藝,或是處理粘度中等(500~5000 mPa·s)的物料,比如高沸點(diǎn)溶劑蒸發(fā)、粘性樹(shù)脂濃縮等需要強(qiáng)化傳熱的場(chǎng)景。
核心優(yōu)點(diǎn)是單位體積內(nèi)的傳熱面積大,能在有限空間內(nèi)提供充足傳熱效率,對(duì)高溫、高粘度物料的適配性強(qiáng),且管內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)無(wú)-死-角,傳熱穩(wěn)定性好;缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,設(shè)備制造成本較高,內(nèi)置的盤(pán)管容易附著物料結(jié)垢,清洗難度大于夾套加熱,同時(shí)盤(pán)管布局若設(shè)計(jì)不當(dāng),可能會(huì)干擾蒸發(fā)室內(nèi)液膜的均勻形成。
3. 電加熱
電加熱的結(jié)構(gòu)最-為簡(jiǎn)潔,通過(guò)棒式或板式電加熱管直接插入蒸發(fā)室內(nèi)部,或貼合設(shè)備外筒壁安裝,利用電阻發(fā)熱原理,通過(guò)傳導(dǎo)和輻射兩種方式向物料傳遞熱量。其傳熱效率相對(duì)較低,因?yàn)闊o(wú)需借助介質(zhì)循環(huán),熱量主要依賴接觸和輻射傳遞,缺乏流動(dòng)介質(zhì)的強(qiáng)化作用。
溫度控制是其突出優(yōu)勢(shì),控溫精度極-高(通??蛇_(dá)±1℃),且響應(yīng)速度最-快,能實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)啟停,可精準(zhǔn)匹配物料對(duì)溫度的嚴(yán)苛要求。
適用場(chǎng)景以小批量生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)室研發(fā)為主,或是現(xiàn)場(chǎng)無(wú)蒸汽、導(dǎo)熱油供應(yīng)的應(yīng)急生產(chǎn)場(chǎng)景,比如小試中特殊物料的蒸發(fā)、無(wú)鍋爐配套的小型生產(chǎn)線。
核心優(yōu)點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、占地面積小,無(wú)需額外搭建介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)(如鍋爐、循環(huán)泵),操作靈活便捷,能快速調(diào)整溫度參數(shù);不足之處是運(yùn)行成本較高,電費(fèi)支出遠(yuǎn)高于蒸汽或?qū)嵊图訜幔菀桩a(chǎn)生局部過(guò)熱現(xiàn)象(需通過(guò)合理布局加熱管避免物料分解),且針對(duì)易燃物料時(shí),防爆設(shè)計(jì)要求更高,需特殊處理以保障安全。
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