안녕하세요! 공급자로서필름 증발기, 나는 떨어지는 필름 증발기와 상승하는 필름 증발기의 차이점에 대해 자주 질문을 받습니다. 그래서 저는 여러분을 위해 간단한 용어로 분석하기 위해 이 블로그를 작성하겠다고 생각했습니다.
작동 방식
이 두 가지 유형의 증발기가 실제로 어떻게 작동하는지 기본부터 시작해 보겠습니다.
떨어지는 필름 증발기:
낙하막 증발기에서는 증발할 액체가 일련의 튜브 상단으로 공급됩니다. 그러면 중력으로 인해 액체가 얇은 막 형태로 튜브 내벽 아래로 흘러내립니다. 액체 필름이 떨어지면 튜브 외부의 증기나 다른 열원에 의해 가열됩니다. 이 열로 인해 액체가 증발하고 증기와 남은 액체가 튜브 바닥에서 분리됩니다. 그것은 폭포처럼 쏟아져 내리는 액체가 끓어오르는 것과 같습니다. 이 설정은 박막이 빠르고 효과적인 열 전달을 가능하게 하기 때문에 매우 효율적입니다.관형 낙하 필름 증발기이 카테고리에서 인기 있는 변형입니다.
일어나는 필름 증발기:
반면에 상승하는 필름 증발기는 반대 방향으로 작동합니다. 액체는 튜브 바닥에 유입됩니다. 튜브 외부에 열이 가해지면 액체가 끓기 시작합니다. 형성되는 증기 기포는 리프트를 생성하여 상승하는 필름의 튜브 벽을 따라 액체를 위쪽으로 밀어냅니다. 액체가 상승함에 따라 더 많은 증발이 발생하고 튜브 상단에서 증기와 액체가 분리됩니다. 이는 마치 끓는 증기의 힘에 의해 액체가 위로 끌려 올라가는 것과 같습니다.
효율성과 성능
이제 이러한 작동 차이가 효율성과 성능에 어떤 영향을 미치는지 이야기해 보겠습니다.
열전달 효율:
낙하형 필름 증발기는 일반적으로 열 전달 효율이 더 좋습니다. 얇은 낙하막은 튜브 외부의 열매체와 접촉하는 표면적이 넓습니다. 이를 통해 열매체에서 액체로 열이 빠르게 전달되어 증발 속도가 빨라집니다. 대조적으로, 상승하는 필름 증발기는 상승하는 액체 필름이 덜 균일할 수 있고 열 전달이 효율적이지 않은 일부 영역이 있을 수 있기 때문에 열 전달 속도가 약간 낮을 수 있습니다.
체류 시간:
체류 시간은 액체가 증발기 내부에 머무는 시간을 나타냅니다. 낙하형 필름 증발기는 체류 시간이 비교적 짧습니다. 액체는 중력에 의해 아래로 흐르기 때문에 튜브를 통해 빠르게 이동합니다. 이는 고온에 노출되는 시간을 최소화하고 열화 위험을 줄이기 때문에 열에 민감한 재료에 적합합니다. 상승하는 필름 증발기는 액체가 중력에 대항하여 위쪽으로 이동해야 하므로 체류 시간이 약간 더 길어질 수 있으며 이는 느리게 진행되는 과정일 수 있습니다.
용량 및 처리량:
대규모 작업의 경우 낙하 필름 증발기가 우위를 차지하는 경우가 많습니다. 대용량 액체 흐름을 보다 효율적으로 처리할 수 있습니다. 간단한 하향 흐름 설계로 많은 양의 액체를 신속하게 처리할 수 있습니다. 상승형 필름 증발기도 상당한 양을 처리할 수 있지만 유속이 매우 높으면 성능이 저하되기 시작할 수 있습니다.
적용 적합성
다양한 응용 분야에는 다양한 유형의 증발기가 필요하며, 하강 필름 증발기와 상승 필름 증발기 사이의 선택은 증발되는 물질의 특성에 따라 달라집니다.
떨어지는 필름 증발기 응용 분야:
- 식품 및 음료 산업:과일 주스, 우유 및 기타 열에 민감한 식품을 농축하는 데 탁월한 선택입니다. 체류 시간이 짧아 식품의 맛과 영양가가 보존됩니다.
- 제약 산업:약물 및 기타 제약 제품을 다룰 때는 활성 성분에 손상을 주지 않고 증발 과정을 처리할 수 있기 때문에 낙하식 필름 증발기가 선호됩니다.
- 화학 산업:화학 혼합물에서 용매와 농축물을 분리하는 데 있어 낙하형 필름 증발기의 고효율 열 전달 기능은 이상적인 선택입니다.
일어나는 필름 증발기 신청:
- 점성 액체의 증발:상승 필름 증발기는 점성 액체에 잘 작동할 수 있습니다. 위로 이동하는 증기는 두꺼운 액체를 튜브 위로 밀어 올려 증발될 수 있도록 도와줍니다.
- 특정 유제품 공정:액체의 고형분 함량이 상대적으로 높은 일부 유제품 응용 분야에서는 상승 필름 증발기를 사용하여 원하는 농도를 달성할 수 있습니다.
유지 관리 및 운영 고려 사항
유지 관리는 모든 장비의 중요한 측면이며 이러한 증발기도 예외는 아닙니다.
떨어지는 필름 증발기:
낙하형 필름 증발기의 설계로 인해 상대적으로 청소가 쉽습니다. 단순한 하향 흐름은 고형물이 축적될 수 있는 영역이 적다는 것을 의미합니다. 그러나 액체가 벽을 따라 고르게 흐르는지 확인하기 위해 튜브를 정기적으로 검사해야 합니다. 막힘이나 고르지 못한 분포가 있으면 열 전달 효율에 영향을 미칠 수 있습니다.
일어나는 필름 증발기:
상승하는 필름 증발기는 보다 세심한 유지 관리가 필요할 수 있습니다. 위쪽으로 움직이는 액체로 인해 때때로 튜브 하부에 고형물이 쌓이게 되어 성능이 저하될 수 있습니다. 증발기의 원활한 작동을 유지하려면 특히 흡입구에서 튜브를 정기적으로 청소하고 검사하는 것이 중요합니다.
비용 비교
장비를 선택할 때 비용은 항상 중요한 요소입니다.
낙하형 필름 증발기와 상승형 필름 증발기의 초기 구매 비용은 크기와 사양에 따라 비슷할 수 있습니다. 그러나 장기적인 운영 비용 측면에서는 낙하형 필름 증발기가 유리할 수 있습니다. 열 전달 효율이 높을수록 일반적으로 에너지 소비가 낮아져 시간이 지남에 따라 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 상승형 필름 증발기는 그 자체로는 여전히 효율적이지만 동일한 수준의 증발을 달성하기 위해 더 많은 에너지를 사용할 수 있습니다.
또 다른 측면은 유지 관리 비용입니다. 앞서 언급했듯이 낙하형 필름 증발기는 일반적으로 유지 관리가 더 쉽기 때문에 유지 관리 비용이 낮아질 수 있습니다.
결론
결론적으로, 낙하형 필름 증발기와 상승형 필름 증발기는 모두 고유한 특징과 장점을 가지고 있습니다. 두 가지 중 하나를 선택하는 것은 증발되는 재료 유형, 원하는 용량 및 사용 가능한 예산과 같은 응용 분야의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다.
고효율 열 전달, 짧은 체류 시간 및 손쉬운 유지 관리를 찾고 있다면 낙하형 필름 증발기가 적합할 수 있습니다. 반면에 점성 액체를 다루거나 상향 흐름 설계가 유리한 특정 공정에 대한 솔루션이 필요한 경우 상승형 필름 증발기가 더 나은 선택이 될 수 있습니다.
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참고자료
- 페리, RH, & 그린, DW(2007). 페리의 화학 엔지니어 핸드북. 맥그로-힐.
- 왈라스, 에스엠(1988). 화학 공정 장비: 선택 및 설계. 버터워스 - 하이네만.