降膜蒸發是將料液自降膜蒸發器加熱室上管箱加入，經液體分布及成膜裝置，均勻分配到各換熱管內，在重力和真空誘導及氣流作用下，成均勻膜狀自上而下流動。流動過程中，被殼程加熱介質加熱汽化，產生的蒸汽與液相共同進入蒸發器的分離室，汽液經充分分離，蒸汽進入冷凝器冷凝（單效操作）或進入下一效蒸發器作為加熱介質，從而實現多效操作，液相則由分離室排出。
蒸發是濃縮溶液的單元操作，通常溶劑可揮發，而大多數溶質的蒸氣壓趨近于零，不能揮發。溶液在沸騰條件下，用汽化的辦法，排除部分溶劑，使其濃縮的過程，叫做蒸發。在大部分情況下蒸發器用水蒸氣作為加熱介質（通常稱之為加熱蒸汽、一次蒸汽或新鮮蒸汽），通過金屬壁間接傳熱給溶液，溶液受熱后，溶劑沸騰汽化，產生的蒸汽（大多數情況下也是水蒸氣）叫做二次蒸汽。
立式降膜蒸發器和降膜式再沸器如下圖1所示。料液從頂部進入料液分布器。料液分布器把料液均勻地分布到每根加熱管中，并使其呈膜狀沿管內壁往下流動，液膜受到從管壁傳人的熱量而蒸發汽化。當傳熱溫差不大時，汽化發生在強烈擾動著的膜的內表面，而不是在加熱管與液膜的界面（即加熱管內表面），因此不易結垢。產生的蒸汽通常是與
液膜并流往下。由于汽化表面很大，蒸汽中的液沫夾帶量較少，料液在管內壁呈膜狀流動，不充滿管子的整個截面，所以通過的料液量可以很少。
工藝流程有順流（并流）、逆流、混流（錯流）、平流四種形式：
順流
溶液和蒸汽流向相同，都由一效順序流到末效。原料液用泵送入一效，依靠各效間的壓差，自動流入下一效，完成液自末效（一般是在負壓下操作）用泵抽出。由于后一效的壓力低，溶液的沸點也低，溶液從前效進入后一效時會閃蒸部分水分，產生的二次汽也較多，由于后效的濃度較前效高、操作溫度低，往往效的傳熱系數比末效高很多。順流流程一般適宜處理在高濃度的情況下為熱敏性的物料。
逆流
原料由泵從末效依次送入前效，完成液由一效排出，料液與蒸汽逆向流動。一般適宜處理粘度隨溫度和濃度變化較大的溶液，不易處理熱敏性物料。
混流
順逆流流程的結合，兼有順逆流的優點避其缺點，但操作復雜，要求自控程度很高。
平流
各效都加料都出完成液，各效都有結晶析出，可及時分離結晶，一般用于飽和溶液的蒸發。
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