加热室是蒸发罐结构中的最重要的部件，它由上下管板、加热管、中央降液管及外壳组成。它构成了蒸发罐的加热面，起传递热量以蒸发糖汁之用。在汽鼓的外壳，有两个蒸汽入口及四个汽凝水排出口。此外，汽鼓中还有不凝气排出口。在中央降液管的下端，接一段短的截锥圆筒，此圆筒的外面，又有另一短截锥圆筒与罐底连接，构成了出汁装置。

蒸发罐的加热室是传递热量以供糖汁进行沸腾蒸发的部件。加热室的结构应能使蒸发罐具有较高的总传热系数。

蒸发罐的总传热系数的确定，见第八章式（8-5）。

从该式可以看出，总传热系数的计算是比较复杂的，而且不易得到准确的数值。在实际应用中可以简化为式（9-2）：

式中 φ——是考虑到加热面生成积垢时的系数，称为加热面利用系数。它与加热面负荷及所采用的蒸发方案有关

甜菜糖厂蒸发罐加热面利用系数的数值已制成图表，可从有关书籍中找到。

显然，为了提高蒸发罐的总传热系数，必须设法增大给热系数α₁，特别是α₂的数值，并尽可能地延缓积垢的生成或及时将生成的积垢清除，以提高φ值。这可从汽鼓中加热管与降液管的合理布置；管子材料及规格的合理选择及充分地将不凝气与汽凝水从汽鼓中排出来实现。

（一）加热管的规格与排列

1.管子的规格与选择

选择加热管的规格，应从能增加管壁至糖汁的给热系数α₂及易于通洗积垢两方面来考虑。

在垂直的加热管中，管壁至糖汁的给热系数，在很大程度上决定于糖汁在罐内的循环速度。而糖汁的循环速度主要决定于汽液的混合物在管中的流速，当其速度大时，管内壁的汁膜的厚度较薄，给热系数α₂大；速度低时则相反。

汁汽从加热管上端排出的速度，可用式（9-3）计算：

式中 q_m——单位时间内所蒸发的水量，即汁汽量，kg/s

d_i——加热管的内径，m

n——管子数目

γ——汁汽的重度，kg/m³

而蒸发的汁汽量G则按下式算出：

式中 L——管子有效长度，m

K——总传热系数，kcal/（m²·h·℃）

Δt——有效温差，℃

r—蒸发潜热，kJ/kg

由上述两式，因d≈d_i可得汁汽的速度为：

从上式可知，汁汽从加热管排出的速度与管子的长度成正比而与管子的直径成反比，管径大时，加热生成的汁汽及糖汁上升速度慢，α₂值低，管径小时，汽泡几乎在整个管子截面形成汽液混合物，密度小，上升速度快，有利于α₂的提高。因此采用较长及较小或细管子，可以加速糖汁的循环速度，提高给热系数α₂同时可使设备体积小，重量轻。因此，立式短管（1.5～2m）蒸发罐已逐渐为中等管（2～4m）蒸发罐所代替。但管子长度过长，清除积垢较困难。

管子的直径，虽以小些为宜，但也不能过小，否则不但对积垢的清除不方便，而且检修也有困难。通常，管子内径为（25～50mm）较为适当。

管子长度与管径之间有一定的内在联系。管子直径较小时，糖汁至管壁的平均距离较短；同时糖汁薄膜容易沿管壁攀升，因为液膜攀升效应取决于管子受热面积及其内截面积之间的关系。因此，对于一般的蒸发罐，不同直径的管子应有一个相适应的长度，如表9-3所示。

表9-3 不同直径的蒸发罐管子的最大长度

在一组蒸发罐中，是否各效罐的管子长度与直径都要求一致呢？关于这个问题要做具体的分析。

从理想的工艺角度来说，正如各效罐的面积可以不同一样，各效罐的管子规格也可以不一样。在一些糖厂的蒸发罐中，最后两效蒸发罐的管子直径比前面几效的大些，例如，前面各效的管径为42/36mm时，后面两效的管径可取50/44mm。因为后两效罐积垢较多，管径大些对除垢方便。但是，这样安排会使设备的规格复杂化。从制造的角度来看，则以管子规格相同较为方便。

确定蒸发罐管子的规格时，主要是从这两个角度去作适当的考虑，此外，还必须考虑管材的规格，使材料得到充分的利用。

考虑到无缝钢管产品规格，管长一般为6m，我国甜菜糖厂蒸发罐管子规格为：

无缝钢管ϕ34/ϕ30mm，长2m或3m

2.管子的排列

管子排列的方式：管子在管板上排列的方式有三种，即三角形、正方形及同心圆形。在管间距离相同时，三角形排列较正方形排列可多装约13%的管子。在罐径较小时，同心圆排列比三角形排列能多排一些管子，但排数超过6圈时，排列管数就比三角形少。因此，蒸发罐中管子的排列方式都是采用等边三角形排列（参考第八章图8-5）。

管板孔径与中心距：设管子的外径为d₀，相邻两管中心距为a。令A₀为一根管子的外截面（等于管板板孔截面），A_p为相当于一根管子的管板面积。则有：

若以结构系数C₀表示全部管孔的面积与装管部分管板总面积的比率，当管孔数为n时，则有：

由上两式，得：

C ₀值随管径的增大而稍为增大，它表示管子排列的紧凑程度。同时，考虑到胀管时管板的稳定性与蒸汽的流通面积，在现代蒸发罐中，C₀=0.50～0.55。为了使加热室结构紧凑，常采用较大值。当取C₀=0.55时，则有：

即管子的中心距a约为管子外径d₀的1.30倍。也就是说，管板上相邻两孔间的距离大约等于管子外径的0.3倍。

（二）不凝气的排出与排气管的装置

蒸发罐所用的加热蒸汽，无论是第一效所用的乏汽或其他各效所用的汁汽，都或多或少地夹带有一些不凝缩的气体。这些不凝气的来源有几方面：（1）溶解于入炉水中的空气，但数量不多；（2）溶解于糖汁中的气体及有机物分解而释放出来的气体混入汁汽中。在甜菜糖厂中，这部分气体主要是氨气，在甘蔗糖厂中主要是空气；（3）从罐体的各接口、阀门及视镜处漏入的空气，这是不凝气的最主要来源。蒸发罐的真空度越大，漏入的气体也越多。也就是说，从第一效至最后一效，汁汽中的不凝气的含量是逐效递增的。

如果不把进入汽鼓中的不凝气有效地排出，将会积聚在汽鼓内部，在很短时间内，就会使蒸发罐的蒸发能力大大下降。这是由于加热蒸汽中含有不凝性气体时，管壁上形成一层气膜，其传热系数大大降低之故。不凝气对传热系数的影响如图9-9所示。图中横坐标x表示蒸汽中含有的不凝气体的质量百分数，纵坐标η为含不凝气的蒸汽给热系数与洁净蒸汽的给热系数的比值。由图中可以看出，当蒸汽中的不凝气含量为1%时，其给热系数仅为洁净蒸汽给热系数的45%，给热系数的降低不仅是由于不凝气的导热系数较小，而且由于不凝气的存在，降低了蒸汽的分压，从而降低了加热蒸汽的温度所致。

因此，在加热室的设计中，应考虑到把不凝气充分排出。

（1）不凝气排气管的设置 对于用汁汽加热的其他各效的加热室，一般必须在几个地方安装几根排气管，这种排气点应选择在不凝气集中积聚的地方。具体位置可根据蒸汽进入汽鼓的位置、蒸汽挡板和蒸汽通道的布置情况来决定。这不仅对不凝气体的排出较好，且加快蒸汽的流速。把糖汁液面降低至刚刚盖过管板，从视镜观察，不凝气积聚的地方，沸腾较差。由此也可以确定不凝气排出点的位置.

图9-9 不凝气对传热系数的影响

国外某糖厂进行了从加热室中排出不凝气的试验。原来只有6根不凝气排出管，与一根40mm直径的总管相连。后来根据观察的情况逐渐增加排气管，蒸发能力有所改善。最后增加到37根，排出总管直径加大至100mm。这样蒸发强度较前增加了60%。但这样将导致少量蒸汽的漏失。在汽源充足而蒸发罐的蒸发能力不足时，可以根据汽鼓中管子排列的情况，考虑适当增加排气管，以提高蒸发强度。

空气比蒸汽重，一般积聚于加热室的下部，而氨气比蒸汽稍轻，积聚于加热室的上部。为了能把重量不同的不凝气排出，排气管应伸入加热室的下方，其下端距下管板不小于100mm，以免吸入汽凝水。管子下端是开口的，中部及上部也开孔。如图9-10所示为短管式蒸发罐中不凝气排气管的安装与小孔布置情况，可作参考。

（2）不凝气体的排出方式 为要排出不凝性气体，必须要有一个压力差。不凝气体有两种排出方式。一种是按效数顺序串联排出，就是将排气管从每效的汽鼓接至各自的汽室中，各效罐都按此排出氨气，最后，所有的不凝性气体都集中到末效罐，然后排到冷凝器中去。这种方式可避免排气过多浪费蒸汽，但不凝性气体在后效中会积累得越来越多，对传热是不利的。不凝性气体较少的压力蒸发系统可采用这种排气方式。在这种方式下，若将第二效汽鼓中的不凝性气体适当单独排至大气中，则可减少后面几效不凝性气体的大量积累。

排气管可接至同一效的汁汽室，管子须穿出汁汽室外，以便安装控制阀门，然后再通至汁汽室的上部，如图9-11所示。

图9-10 不凝气排气管的安装与小孔布置

1—管板 2—汽鼓壳体 3—管板 4—不凝气排气管

图9-11 真空蒸发罐的不凝气排气管的连接

T₁、T₂—温度计 1—不凝气排气管

另一种方式是将各效罐的不凝性气体排往冷凝器，这种排气系统有较大的压力差，不凝性气体排出速度快，可减少不凝性气体的积聚，对提高传热效能有力，但易于造成蒸汽随不凝气进入冷凝器的损失，因此要很好的控制。真空蒸发罐多采用这种排气方式，以适应在减压条件下操作时，由于设备和管路等泄露，增加不凝性气体的数量的特殊情况。这种系统中，后效不会大量积累不凝性气体，只要适当进行操作，便可减少蒸汽的浪费。

对于压力蒸发，也有直接将不凝性气体排至大气，以减少不凝气的积聚和冷凝器的负荷。例如第一效蒸发罐，加热蒸汽的压力比大气压力高，不凝气的含量又较少，可在远离蒸汽进口的地方安装一根排气管（图9-12）把不凝气排至大气。

图9-12 第一效加热室的不凝气排气管

（3）排气管尺寸 对于每效加热面积为1000m²的四效蒸发罐，第一效排至大气，其余三效排入各自的汁汽室，排气管的尺寸也应逐效增大。排气管的直径可取表9-4中数值。

表9-4 各效排气管直径

（4）安装调节阀门 排气管上都应安有阀门，以便于调节。为了要把不凝气完全排出，不让其积聚于加热室中，宁可将排气阀开得稍大些，以便有少量蒸汽与不凝气一同排出。但阀门开得过大，漏失的蒸汽量过多，也是不容许的。比较好的办法是在加热室及排气阀前的管路上备安装支温度计，如图9-11的T₁及T₂，必要时，T₁也可用前一效的汁汽室温度计代替。正如前面所述，蒸汽温度与其分压成比例，在排气管中的不凝气含量比在加热室中的多，所以T₂小于T₁。T₁与T₂的温度差保持在3℃左右，是比较适当的。如阀门开得过大，让大量蒸汽流过时，则两个温度计的数值接近相同。

有些糖厂从汽鼓抽出汁汽，这样可以提高蒸汽在汽鼓中的流速，同时不凝气的排出也较完全，对提高传热系数有一定的帮助。但是，当在蒸发罐中的不凝气排出较为充分的情况下，再采取这种措施就没有什么明显的效果了。尽管这样，在蒸汽入口管足够大的情况下，从汽鼓抽汁汽是有好处而没有坏处的。如蒸汽入口管不够大，从汽鼓抽汁汽将增大管中蒸汽的流速，从而增大流动的阻力。因此，在采用这种措施时，要核算蒸汽在管中的流速，使其保持在合理的数值范围内。

（三）改善蒸汽分布的装置

加热蒸汽在汽鼓中的分布均匀与否，对于蒸发罐的效能也有重要的影响。例如，对于直径大于3m的蒸发罐，如果只有一个蒸汽进口，则蒸汽在汽鼓内不易分布均匀，往往形成蒸汽流动的呆滞区域。如图9-13表示一个汽鼓中的蒸汽分布不均的情况。图中的剖面线部分为汽体停滞区，这意味着在这里将积聚不凝气，从而降低了总的蒸发效能。因此，在蒸发罐加热室的蒸汽入口部位不宜安装加热管，对直径较大的蒸发罐，应从两边进汽，此外还可以安装蒸汽挡板或设置蒸汽通道，以均匀分布蒸汽，避免不凝气的积聚。

图9-13 蒸汽分布不均的情况

1.蒸汽通道

在汽鼓中留出一定的空位不安装加热管便形成了汁汽通道，具有均匀分散蒸汽的作用。

某糖厂原有的蒸汽通道太小，后来在汽道附近抽出一些加热管，扩大了蒸汽通道，传热效能有一定的提高；有些蒸发罐原来没有蒸汽通道，后来取出部分管子，改成蒸汽通道，虽然管子数目减少了一些，但蒸发效能却比以前提高了。由此可见，蒸汽通道在蒸发罐中是必不可少的，对大面积的蒸发罐显得更加重要。但是，采用这种办法时，不凝气不易于集中，应在排不凝气管的安装方面予以考虑，以充分排出不凝气。

蒸汽通道的选型，应根据蒸发罐的型式、直径及进汽管位置等具体情况决定。

标准式蒸发罐的蒸汽通道，因加热面积、罐体直径及进汽位置的不同而有所不同。两侧进汽的蒸发罐的蒸汽通道，如图9-14所示；一侧进汽的蒸发罐的蒸汽通道，如图9-15所示。在外降液管蒸发罐中，蒸汽通过汽环的周边入罐，蒸汽通道的布置与标准式蒸发罐的不同，采用了环形进汽的蒸汽通道，如图9-16所示。

图9-14 两侧进汽的蒸汽通道

1，2—氨管 3—蒸汽通道

图9-15 一侧进汽的蒸汽通道

1，2—氨管

图9-16 环形进汽的蒸汽通道

1，2—氨管

2.蒸汽挡板

为了改善蒸汽在汽鼓中的分布，对于直径超过3m的蒸发罐，应该有2个甚至4个进汽口，并于进汽口处安装缓冲挡板，如图9-17所示。这样，一方面可避免蒸汽过剧地直接冲击加热管使其易于损坏，同时，可使蒸汽较为分散，减少呆滞区域。

当加热管较长，即汽鼓较高的情况下，每个进汽管可分为上下两个进汽口，进汽口位于管子高度的1/4及3/4处。

在汽鼓内装设安装挡板，可迫使蒸汽沿一定的较小的通道流动分布较为均匀，而且不凝气也沿一定方向流动，最后集中于一个地方而排出，对提高蒸发效能甚为显著。国外某些糖厂在旧式汽鼓中安装挡板，蒸发强度有明显的提高，如图9-18所示。图中曲线1为未安装挡板时整列蒸发罐的总蒸发强度，曲线2为蒸发罐部分安装挡板后的总蒸发强度，曲线3为蒸发罐全部都安装了挡板后的总蒸发强度。由图中可看出，安装挡板之后，蒸发量有很大的提高，这是不难理解的，因为它不但可使蒸汽分布均匀，而且不凝缩气体也易于集中而得到充分的排出。因此，在设计蒸发罐时，对于直径较大（3m以上）的蒸发罐，结合具体条件考虑安装适当的挡板，也是值得考虑的。

图9-17 蒸汽入口的缓冲挡板

1—蒸汽入口 2—汽鼓外壳 3—缓冲挡板 4—加热管 5—管板

图9-18 汽鼓安装挡板对蒸发强度的影响

曲线1—未安装挡板 曲线2—部分安装挡板 曲线3—全部安装挡板

蒸汽挡板有下列几种型式（图9-19）：

（1）六角形挡板 如图9-19（1）所示是于汽鼓内安装两层六角形挡板。蒸汽从一个入口进入汽鼓，由于挡板的作用，可使蒸汽沿一定的通道前进，如图中箭头所示。最后不凝气于安装在蒸汽呆滞区（剖面线部分）的排气管部分排出。这种型式的挡板，由于汽流的曲折过多，压力降较大。其次，在汽流急剧转向的地方，也会造成局部的汽体停滞。

为了克服这些缺点可以采用蒸汽通道与挡板相结合的型式，如图9-19（2）所示。

（2）螺旋桨型蒸汽挡板 对于有两个进汽口的汽鼓，可用两块挡板把汽鼓分为两个部分，如图9-19（3）所示。这种型式的挡板比较简单，进入的蒸汽循一定的途径分布于整个加热面，不凝气从远离进汽口的一端排出。如罐径过大，在靠近中央降液管的区域也会造成一部分汽体的停滞，这时要适当地增加排气管。

图9-19 汽鼓挡板型式

（1）1、2—挡板 3、5—氨管位置 4—不凝气停滞区

（2）1—挡板 2—蒸汽通道(www.daowen.com)

（3）1—挡板 2—氨管位置

虽然蒸汽挡板有一定的作用，但在生产实践中，由于它容易腐蚀，更换困难，同时又占去了一定的加热面，因此除了大型糖厂两边进汽的蒸发罐仍安装挡板外，中小型糖厂的蒸发罐一般没有必要设置挡板。

应该指出，在汽鼓内安装挡板，有利于使汽体均匀分布及不凝气的排出，有利于提高蒸发罐的效能。但是，挡板不易更换，当其被腐蚀而损坏时，便失去作用，将使蒸发效能降低，而蒸汽通道则没有这个缺点。两者比较，还是以采用蒸汽通道比较稳妥可靠。在新设计的蒸发罐中应预留蒸汽通道。对于旧式蒸发罐，也可抽去部分管子形成蒸汽通道。

（四）中央降液管

为了加强糖汁的对流循环，在通用式蒸发罐汽鼓的中心装设一个直径较大的管子，即为中央降液管。由于糖汁在加热管内受热蒸发后产生的糖汁与蒸汽混合物的密度，比降液管中的糖汁密度小，而形成一定的密度差，这样，糖汁从加热管上升并沿降液管下降时形成自然循环。在自然蒸发罐中，中央降液管的面积一般为加热管面积的30%～35%。

中央降液管有下列三种型式，如图9-20所示。

（1）敞开式降液管 糖汁在罐内全部再循环。

（2）半封闭式降液管 糖汁有部分再循环。

（3）全封闭式降液管 糖汁不循环。

图9-20 中央降液管的三种结构型式

目前糖厂普遍采用半封闭式降液管，生产实践表明，这种型式的降液管对稳定糖液浓度和液面有很大的作用，又消除了出入汁相混对传热的不良影响。

如图9-21所示是两种半封闭式降液管。一种是在降液管中间安装漏斗过汁装置，见图9-21（1）。出汁管伸入至降液管的上部。在出汁管的上端，有一漏斗，漏斗的最大端直径较降液管的直径小。这种装置能避免入汁与出汁相混，而且出汁管中的液柱较高，糖汁过罐较易，余下部分糖汁可从漏斗与降液管间的环隙流下，与入汁混合再循环蒸发。这种型式结构也很简单，维修及清洗方便。

图9-21 半封闭式降液管

（1）1—降液管 2—出汁管 3—糖汁分配器 4—糖汁入口

（2）1—降液管 2—截锥圆筒 3—糖汁出口 4—截锥圆套筒 5—糖汁分配器 6—糖汁入口

这种漏斗必须安装在适宜的位置才能发挥作用，如安装得太高，即高于管内糖汁的正常液面，便会由于液封不足，使蒸汽漏入下一效蒸发罐而影响温度差。

另一种装置是在降液管之下连接一个截锥圆筒，此圆筒的外面，又有另一个短截锥圆套筒与罐底连接，出汁管安装在罐底的中央，构成了出汁装置，如图9-21（2）所示。这种装置可克服上一种的缺点，并且不受液面高低的限制，所以它的适应性比较好。

全封闭式降液管的构造如图9-22所示，其特点是用一锥形漏斗把降液管的下端完全封闭起来，只留一小孔与出汁管相连接。

图9-22 封闭降液管式的给送装置

在这种装置中，出汁完全没有回流，更保证入汁不与出汁相混。如果入汁装置合理，使入汁能均匀分配到所有的加热管中，则糖汁只一次通过加热管子就进入降液管而排出，相当于一个直通式蒸发罐，传热效果良好。

但采用封闭中央降液管时，要求入汁及出汁维持稳定，否则会影响传热效能，甚至会使糖分焦化。

（五）入汁分配装置

蒸发罐的蒸发效能，除受糖汁循环速度、汽鼓中蒸汽分布情况、不凝气及汽凝水的排出情况等的影响之外，在一定程度上也受到糖汁给送装置的影响。

在蒸发过程中，糖汁连续地送入第一效，然后顺序地串入其余各效，最后从末效排出。进入任何一效蒸发罐的糖汁，都要求能均匀地分配入所有的加热管中，浓缩后的糖汁能顺利地排出。这样可使罐中糖汁的浓度均匀，而且其平均浓度可小于排出的糖汁浓度，以提高传热系数。如果糖汁给送装置的设计不合理，入罐的稀汁会未经加热管蒸发即走短路进入出汁管，罐中糖汁的平均浓度则高于出汁浓度而降低了蒸发效能。因此，理想的糖汁给送装置是使入汁能均匀分布入各加热管中，同时还避免入汁与出汁相混合。

糖厂蒸发罐普遍采用的给料方式是把糖汁送入罐底。为了把入罐的糖汁均匀分布于加热面中，必须装入糖汁分配装置。

（1）多孔环形管 多孔环形管是一种装在罐底汽鼓下面的入汁分管，如图9-23所示。环形管的下边有许多小孔，这些小孔的总截面积等于入料管截面的3～4倍。糖汁送入多孔环形管后，便由小孔分散而进入加热管。这种多孔环形管可加速糖汁的循环速度，但由于糖汁的自蒸发而产生一定的雾沫，增加了跑糖的机会，同时小孔易为积垢所堵塞，清理比较困难，而且不能完全避免入汁与出汁相互混合。

图9-23 多孔环形管

（2）分配槽 为克服多孔环形管易为堵塞的缺点，可采用环形分配槽代替环形管。这是装在罐底周边的一种环形多孔装置，使入罐糖汁均匀地分配入各加热管中，如图9-21所示。分配槽既有分散糖汁的作用，又便于清除积垢和杂质，但维修仍较困难。

（六）汽凝水的排出

蒸汽在汽鼓中冷凝，释出汽化潜热，使糖汁加热蒸发。已凝结的汽凝水必须及时地、完全地排出，否则会有部分汽凝水积存在汽鼓内，减少了有效的加热面积，这不但影响蒸发效能，而且对管子起腐蚀作用。

汽凝水的排出，应尽可能靠近下管板的地方，能低于下管板面更好。这样可把汽鼓中的汽凝水全部排出，避免于汽鼓内积水。排出口通常安装在汽鼓下方周围（图9-24），也可安装在中央降液管的周围，如图9-25中的a，最后由总管T排出。

图9-24 从汽鼓周边排出汽凝水的装置

1—管板 2—汽鼓壁 3—加热管

图9-25 从降液管周边排出汽凝水的装置

a—汽凝水排出管 T—排出总管

汽凝水排出口的数目，视蒸发罐的直径而定，直径小的2根，直径大的用4根。汽凝水从排出口流出的速度不应大于0.6m/s，可按此确定排水口的截面。排出总管（如图9-25中的T）的流速可大些，但也不宜大于0.8m/s。

在糖汁的沸腾蒸发过程中，一些微小的雾粒（或液滴）及蒸汽泡沫喷射到汁汽室空间。这些雾粒及泡沫很轻，极易被高速汽流夹带至下一效的汽鼓，或者夹带到冷凝器中去，从而造成糖分的损失，这种现象称为“雾沫夹带”，严重的雾沫夹带俗称“跑糖”。糖汁蒸发速度过快、液面控制不良、真空度突然变动等，都能引起蒸发罐的跑糖。这不仅造成大量的蔗糖的损失，而且还影响到设备的生产能力，甚至使设备发生故障。因为这种含有大量糖沫的汁汽，进入下一效的加热室时，将降低加热面的传热效率。如果这种含有大量糖分的汽凝水因不慎而送入锅炉时，将使产生的蒸汽含有大量泡沫状水点，从而引起蒸汽机或汽轮机发生故障，锅炉及管路也被腐蚀。

因此，如何防止蒸发罐跑糖，不仅是生产管理上应注意的问题，在设计蒸发罐时也必须充分考虑。通常是在蒸发罐内或罐外安装捕汁器，可把被汁汽夹带的雾沫收回来。

捕汁器的型式较多，但是不论哪种型式的捕汁器都应达到下列要求：分离效果；液体阻力小；不易堵塞；分离出的液体能连续排出；结构简单，造价低廉；易于管理和清洗。

捕汁器按操作原理可分为惯性型、离心型和表面型三种；也可按安装的位置分为装在罐内汁汽室的，装于罐顶的和装于罐外汁汽管路之间三种。一般则根据其结构形式而称为钟罩式、离心式、迷宫式、网式或填料式等捕汁器。下面按结构形式的不同介绍几种常用的装于罐顶的捕汁器的形式和结构。

1.钟罩式捕汁器

钟罩式捕汁器的构造如图9-26所示，是由内圆筒、钟形罩及外壳所构成，内圆筒与外壳的底端焊接在蒸发罐的顶盖上。汁汽排出管安装在捕汁器的顶端。在圆筒上部与钟形罩之间的环形空间里，安装有折流叶片，它是焊接在内圆筒的外围上。在钟形罩的下端，安装有环形集汁环。

图9-26 钟罩式捕汁器

1—内圆筒 2—钟形罩 3—外壳 4—折流叶片 5—汁汽出口 6—蒸发罐顶盖

这种捕汁器的捕汁原理是利用质量较大的雾粒的惯性作用，与器壁碰撞、摩擦，从而汁汽中分离出来。因此这种捕汁器也称为惯性式捕汁器。从器壁流下的液滴，先流入集汁环内，再从排汁管排出，这样可以避免或减少液滴的重新雾化作用。

钟罩式捕汁器构造简单，汽流速度不大时，捕汁效果尚好。

如图9-26所示的排液管是通到蒸发罐外面的，如果安装上一个收集器，可以测量回收的糖汁量，也可取样进行分析。若排液管也接入罐内时，其末端应浸在中央管的液面之下，既起水封作用，又不易阻塞。

2.离心式捕汁器

离心式捕汁器有各种不同的型式，如图9-27所示是安装在罐顶的一种。它由嵌在环形底板及顶盖之间的许多渐伸线形叶片所组成。叶片间形成许多螺旋形通道。当汽流通过此螺旋形通道时，汁汽作旋转运动所产生的离心力，把质量较大的雾粒甩到器壁而分离，然后沿器壁流下。

图9-27 离心式捕汁器

1—捕汁器顶盖 2—环形底板 3—渐伸线形叶片 4—倾斜挡板 5—导流罩 6—排液管

叶片通道的大小必须适当，使蒸汽通过时的速度保持在适当范围内。叶片的数目视汁汽量及其比容而定。叶片数目多，汽流与叶片的接触表面积大；但叶片过多时，汽流阻力增大。当捕汁器的内外直径确定后，选用的叶片数目，以能迫使通过的汽流产生旋转运动即可。

旋转的雾粒碰到器壁后，由于旋转汽流的影响而产生旋转运动，部分液滴又有可能被汽流重新带走的危险。为此，在器壁处安装一些倾斜挡板，以阻止其旋转运动。

离心式捕汁器较适用于汁汽出口在顶部的蒸发罐，因在这种装置中，汽流可均匀地通过捕汁器的整个截面。对于汁汽出口在侧面（这种情况较多）的蒸发罐，应在捕汁器上安装一导流罩，以免汁汽走短路。有些设计将锥形挡板的出口做成倾斜的（如图9-27中虚线所示），更有助于汁汽的均匀向上流动。

图中左边的排液管，其末端弯成U形，以起水封作用。这种U形排液管易于阻塞，最好在排液管上安一条小的蒸发管，以便定期清洗排液管。

离心式捕汁器的构造较复杂，清洗较为困难。

3.迷宫式捕汁器

这种捕汁器的构造如图9-28所示，它安装在蒸发罐的顶部，由多重垂直放置的弯形挡板组成。汁汽从一边进入捕汁器，经多次折向流动并与挡板多次接触，汁汽中所含的雾沫与液滴，即被分离出来，分离效果良好。

图9-28 迷宫式捕汁器

1—挡板 2—底板 3—弓形挡板

4.磁圈式捕汁器

磁圈式捕汁器是利用气流通过表面积较大的填料层，由于表面接触、摩擦和黏附作用而把气流中糖沫分离出来的。如图9-29所示，用磁圈做填料，厚为200～400mm，它可在流速较低的情况下操作，阻力不大，有一定分离效果。汽凝水含糖135～170mg/kg。

图9-29 磁圈捕汁器

1—填料层 2—磁圈层

磁圈式捕汁器有直立和水平两种形式。直立磁圈式捕汁器有两个多孔的同心圆筒，中间放入填料，上升气流经过磁圈填料和两次折流，使液滴分离。但使用一段时间之后，由于振动等作用填料相互压紧，上部产生空位，气流从空位逸走而影响捕汁效果。

水平式磁圈捕汁器可克服上述缺点，因此糖厂多采用水平式。

5.网式捕汁器

网式捕汁器（图9-30）也是近年来糖厂普遍采用的型式。它是属于利用表面黏附作用而分离糖液的表面型捕汁器。

对细小液滴（如液滴小于10μm）用一般分离器效果不高，采用这种丝网式高效分离器就较为理想。其分离效率达85%，气流压力降较小（59～88Pa）。用金属丝、塑料丝或树脂丝编成的网带，做成几层圆网，呈立式，气流通过时接触面积较大，所以捕汁效果较好，但是容易堵塞，清洗比较困难。

6.波纹板式捕汁器

波纹板式捕汁器如图9-31所示。它由侧围板、端围板、底板、支撑板、波纹板组及回流管等组成。波纹板有4个小孔，以便组装，两波纹板相跨为8.5mm，每100mm有5个波纹，每个纹板弯曲半径不要求十分精确。组装后的分离器安装于蒸发罐的顶部，汁汽从分离器的两侧进入，经波纹板组时，多次转弯改向，雾粒黏附于板面，并自由流下，经回流管回流至罐内。除雾沫后的汁汽经分离器中部出口由罐顶排出。

这种捕汁器的优点是：液滴黏附在波纹板上，飞溅现象少，重新雾化的可能性极小，分离效率较高；汁汽通过弯曲通道的速度不变，压降较小；结构简单，板组可拆下来清洗。

图9-30 网式捕汁器

图9-31 波纹板式捕汁器

1—侧围板 2—围板 3—上支撑板 4—波纹板面 5—底板 6—回流管 7—波纹板

容器的顶盖与底盖形状由它们的用途、受力情况、制造方法及工艺要求而定。对于蒸发罐的底盖尤需考虑进汁分配均匀、维修方便和尽量缩小容积。常用的有碟形盖和椭圆形盖两种。

碟形盖如图9-32所示，它由三部分组成：即以R_i为半径的球面，以r为半径的过渡圆弧（即折边）和高度为h₀的直边。球面半径越大，折边半径越小，封头深度将越浅。但考虑到球面部分与过渡边联接处的局部应力高，因而碟形封头的球面半径R_i一般不大于筒体内直径，折边的内半径r在任何情况下均不得小于筒体内径的10%，且应大于三倍的封头壁厚。至于h₀不得小于50mm。

图9-32 碟形盖

标准碟形盖的几何参数规定如下：

球面的内半径R_i=筒体的内直径D_i

折边圆弧半径r=0.15D_i

椭圆形盖如图9-33所示，是由半椭球和具有高度为h₀的短圆筒（通常称为直边）两部分构成。直边的作用是避免盖子与汁汽室的壳体之间的环向焊缝受边缘应力，盖上开孔，孔口与盖边的投影距离不应小于0.1D₀，两孔口间的距离不应小于孔口的直径，在过渡区不许开孔。

图9-33 椭圆形盖

椭圆形盖的受力情况比碟形盖好，因盖的各点的曲率变化是连续的，按照QB/T 2553—2002（2009）《制糖机械、蒸发罐》，蒸发罐的顶盖与底盖均采用椭圆形盖。

标准椭圆形封头的直边h₀由表9-5确定。

表9-5 标准椭圆形封头的直边高度h₀ 单位：mm