城池工业炉

　　直接式热交换器也称为混合式热交换器，其特点是冷、热流体直接混合进行换热，从而在热交换的同时，还发生物质交换。

　　直接式与间接式相比，省去了传热间壁，因而结构简单、传热效率高、操作成本低。但采用这种设备只限于允许两种流体混合的场合。

　　常见直接式热交换器有直接式蒸汽加热器和混合式蒸汽冷凝器。

一、直接式蒸汽加热器

　　是蒸汽直接与液体产品混合的热交换器。

　　两种形式：蒸汽喷射式和蒸汽注入式 。目前仅限用于质地均匀和黏度较低的产品。

　　蒸汽质量要求

　　就蒸汽质量而言，直接加热所用的水蒸汽必须是纯净、卫生、高质量的，而且必须不含不凝结气体，因此必须严格控制锅炉用水添加剂的使用。

　　产品水分的控制

　　根据生产要求，有时由蒸汽带入的水需要除去，以保持产品浓度不变。这通常在负压罐器内通过闪蒸实现。通过控制罐内真空度可控制产品最终水分含量。

　　直接式蒸汽加热器特点

　　优点：加热非常迅速，产品感官质量的变化很小，而且大大地降低了（间接加热通常遇到的）结垢和产品灼伤问题。

　　缺点：产品因蒸汽冷凝水的加入而体积增大，从而在保温管中的流速会受影响。因此，这种流速的改变在制定杀菌工艺规程时必须加以考虑。

1．填料式冷凝器

　　冷却水从上部喷淋而下与上升的蒸汽在填料层内接触。

　　填料层由许多空心圆环形的填料环或其它填料充填而成，组成两种流体的接触面。

　　混合冷凝后的冷凝水由底部引出，不凝结气体则由顶部排出。 

2．孔板式冷凝器

　　它装有若干块多孔淋水板。淋水板的形式有交替安置的弓形式和圆盘-圆环式两种。

　　冷却水自上而下顺次从通小孔流经各层淋水板，部分水也经淋水板边缘泛流而下。蒸汽则自下方引入，以逆流方式与冷水接触而被冷凝。少量不凝结气体和水气混合物自上方排出，换热后的冷却水从下方尾管排出。 

3．低位和高位冷凝器

　　当被冷凝的水蒸汽来自真空系统时，冷凝器必须处于负压状态。因此，除需要为冷凝器提供真空以外，也需要用适当措施将冷凝器中的冷凝水排出。

　　根据冷凝水排除方式，直接式冷凝器又分为低位式和高位式两种。 

　　冷凝器与真空泵配接

　　不论是低位式还是高位式冷凝器，大部分二次蒸汽带入的不凝性气体不能随冷凝水一起排除。因此，冷凝器的上部还必须与干式或湿式真空泵相接，以便把这部分气体抽走，从而保证系统的真空度要求。

　　低位式冷凝器：低位式冷凝器直接用泵将冷凝水从冷凝器内抽出，可以简单地安装在地面上，因而称为低位式冷凝器。

　　高位式冷凝器：高位式冷凝器不用抽水泵，而是将冷凝器置于10m以上的高度的位置，利用其下部长尾管(称为气压管，俗称大气腿)中液体静压头作用，在平衡冷凝器真空度的同时排出冷凝水。为了保证外部空气不致进入真空设备，气压管出口应淹没于地面的溢流槽中。

　　蒸汽喷射式加热器 ：蒸汽喷射加热器是通过喷射室将蒸汽喷射入产品的加热器，如图7.18所示。蒸汽可以通过两种形式喷射入流体管道中，或者通过许多小孔，或者通过环状的蒸汽帘。

　　蒸汽注入式加热器 ：蒸汽注入式加热器是在充满蒸汽的室内注入产品的加热器，如料液以液滴或液膜的方式进入充满高压蒸汽的容器中，加热后的液体从底部排出。 

 

二、混合式蒸汽冷凝器

　　真空浓缩系统中产生的二次蒸汽一般都采用混合式冷凝器进行冷凝。它们都是在负压状态下利用冷却水直接与二次蒸汽混合，使二次蒸汽冷凝成水。由于是负压状态，因此混合式冷凝器必须自身能产生真空，否则需要与真空系统相连接。

常见的混合式蒸汽冷凝器

1．填料式冷凝器

2．孔板式冷凝器

3．低位和高位冷凝器

　　喷射式冷凝器即所谓的水力喷射泵（参见第二章相关内容），它既有冷凝二次蒸汽的作用，也有抽吸不凝气体的能力，即产生真空的能力。

　　填料式和孔板式冷凝器只对二次蒸汽进行冷凝，因此需要与真空系统相配合。