降膜蒸发器具有物料与加热面接触时间短、热通量高、压降小、传质速率快和持液量低等优点，可应用于海水淡化、食品加工、造纸、气体吸收等多工业领域。降膜蒸发的流动传递及设计优化等一直是备受关注的热点问题。近期，奥地利自动化控制研究所Christian Schwaer、德国卡尔斯鲁厄理工学院Julian Hofmann和德国GEA公司Michael Mühlpfordt等建立了一套降膜蒸发器的模块化设计仿真模型，可实现降膜蒸发器的高效设计。相关研究成果发表在Computers & Chemical Engineering（2020, 132, 106604）期刊上。

　　作者认为，现有文献报道的降膜蒸发的设计大多局限于静态操作条件，或忽略了快速反应动力学、时滞效应等影响因素，难以准确模拟降膜蒸发器。基于此，作者提出了一种降膜蒸发器的模块化设计仿真新模型，建立降膜蒸发器全流程的动态模型，可实现不同工作条件下降膜蒸发器的模拟设计，并可有效控制因时滞引起的传输延迟现象。该模型将蒸发器划分为物料分配单元、加热单元、蒸发单元和出料单元，对各单元的物料和能量衡算，并引入时滞效应参数，建立了各单元衡算的动态模型。与现有降膜蒸发器中试装置的实测数据相比较，在多种操作条件下，模块化设计的结果偏差均在10%以下，充分验证了模块化设计模型的可靠性。采用该模型，可根据实际工业需要，配置和模拟不同的降膜蒸发器设计、系统参数、操作条件，为不同工业过程中降膜蒸发设计和性能优化提供了全新的方案和思路借鉴。

图 1 降膜蒸发器全流程设计

（图片来源：Comput. Chem. Eng, 2020, 132, 106604）

图 2 降膜蒸发器物料分配、蒸发、加热和出料各单元物料-能量流股信息

（图片来源：Comput. Chem. Eng. , 2020, 132, 106604）

图 3 中试实验装置各单元模型

（图片来源：Comput. Chem. Eng. , 2020, 132, 106604）

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0098135419308348

原文作者：Christian Schwaer^∗, Julian Hofmann, Michael Mühlpfordt, Andreas Frank, Lutz Gröll

Doi: 10.1016/j.compchemeng.2019.106604