Comment fonctionne un évaporateur à film tombant ?

L'évaporateur à film tombant est un échangeur de chaleur à coque et tube orienté verticalement pour épaissir des solutions avec différents points d'ébullition. Généralement, l'évaporation a lieu à l'intérieur des colonnes montantes, mais il existe également des applications où le liquide de procédé s'évapore à l'extérieur des colonnes montantes. Le fluide de traitement qui s'évapore s'écoule par gravité dans les tuyaux en une couche continue. Le fluide formera un film tombant le long des côtés des tubes. Pour assurer une distribution uniforme du liquide dans tous les tuyaux le long desquels la solution tombe, le distributeur de liquide doit être soigneusement conçu. Dans la plupart des cas, le fluide chauffant est situé à l'extérieur des tuyaux.

Les coefficients de transfert de chaleur doivent être élevés pour obtenir une résistance uniforme au transfert de chaleur. Habituellement, la vapeur d'eau condensée est utilisée comme moyen de chauffage. La séparation de la phase liquide de la phase gazeuse a lieu à l'intérieur des tubes dans le cas de liquides à évaporation interne. Pendant le processus d'évaporation du film tombant, la vitesse descendante de la vapeur augmente, augmentant la force de cisaillement du film liquide et donc aussi la vitesse de la solution. La vitesse élevée du film plus mince provoque un écoulement de plus en plus turbulent, ce qui se traduit par des coefficients de transfert de chaleur très élevés. Lorsque le débit massique augmente, la couche descendante passe de laminaire à turbulente.

Les évaporateurs sont parfaits pour la récupération de la chaleur perdue dans les processus à plusieurs étapes. Idéal pour les produits sensibles à la chaleur tels que l'eau collante provenant des usines de traitement des déchets animaux. De petites différences de température moyenne entre le fluide caloporteur et la vapeur rendent l'installation de l'évaporateur très efficace. Le temps de séjour du liquide dans la machine est très court. Les évaporateurs à film tombant peuvent fonctionner dans des conditions de pression négative et avoir de très faibles pertes de charge.

Facteur de contamination de l'évaporateur

Le contact étroit du liquide avec la surface chauffante rend les évaporateurs sensibles à la contamination par les solides précipités. Pour nettoyer efficacement les canalisations, la faible vitesse du liquide d'entrée n'est généralement pas suffisante. Par conséquent, les évaporateurs à film tombant sont utilisés dans des liquides propres et non agités. La méthode de nettoyage chimique et la plus largement utilisée pour un évaporateur à film tombant peut être réalisée avec de la soude caustique.