強制循環蒸發器是依靠外加動力強制循環泵使料液在設備內部進行循環受熱的一種蒸發器設備,按其二次蒸汽被回收利用的形式,可分為單效強制循環蒸發器、多效強制循環蒸發器和MVR強制循環蒸發器,在相同蒸發量的條件下,其對新鮮蒸汽的消耗量依次遞減。
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。
單效強制循環蒸發器主要包括加熱器、蒸發分離器、冷凝器、強制循環泵和一些輔助的泵和罐。
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。
單效強制循環蒸發器的主要缺點是蒸汽能耗較高,因此設備一般適用于處理量不大或蒸汽較為廉價的企業使用。