所謂“強制循環”是指料液比重較大或含有固形物,不適宜采用自然循環的方式蒸發,而需借助外加動力循環泵的作用使料液在蒸發器內部進行強制循環的蒸發方式。
雙效強制循環蒸發器是將兩組蒸發單元串聯而形成的一種雙級強制循環蒸發設備。雙效強制循環蒸發器的后效加熱器利用前效的二次蒸汽為熱源,二次蒸汽的余熱得到利用,在一定程度上節省了對新鮮蒸汽的消耗量,相比較單效蒸發,具有節能意義。此外也可設計為三效蒸發、多效蒸發或MVR蒸發形式,相比雙效蒸發器更具節能優勢。
雙效強制循環蒸發器具有濃縮比例大、適用范圍廣、不易結垢堵管的主要特點,非常適用于對一些高濃縮、高粘度、易結晶、易結垢的料液蒸發濃縮或結晶處理。例如番茄醬、青梅醬、胡蘿卜汁的蒸發濃縮;蜂蜜、高濃度飴糖的蒸發濃縮;化工溶液的蒸發結晶;各種工業含鹽廢水的蒸發結晶等。設備在食品、化工、制藥、肥料、電子、鋰電、冶金、金屬表面處理、煤化工、石油化工、廢水處理環保工程等眾多行業領域均有廣泛應用。
雙效強制循環蒸發器其構件主要包括一二效加熱器、一二效蒸發分離器、冷凝器、強制循環泵和一些輔助的泵和罐。
雙效強制循環蒸發器運行時,加熱器列管內的物料,在受真空負壓、外部高溫蒸汽加熱的雙重作用下會被迅速加熱沸騰汽化,沿列管內壁自下而上迅速流動,物料和汽化產生的大量二次蒸汽通過物料噴射管進入到蒸發分離室內形成閃蒸,未被蒸發且比重較重的物料在強制循環泵的作用下在加熱器與蒸發分離器之間不斷循環繼續受熱蒸發,比重較輕的二次蒸汽則由蒸發分離室頂部的二次蒸汽管道進入后效的加熱器作為作為后效的熱源進行熱量再利用。后效的蒸發與前效蒸發同理,后效料液蒸發產生的二次蒸汽被吸入后方的冷凝器中,在外部循環冷卻水的作用下被冷凝液化,得到蒸發冷凝水。
隨著物料中的水分或溶劑不斷蒸發減少,物料濃度不斷升高,當達到工藝所需的濃度后即可利用專用的出料泵將濃縮液排出。
對于可以直接通過蒸發的方式進行結晶的物料(例如氯化鈉溶液),當濃縮液達到飽和狀態后繼續蒸發產生過飽和,溶質就會呈晶體析出并長大,得到結晶物。