當堿液進入搪玻璃升膜蒸發器時，堿液的溫度低于其沸點。升膜蒸發器內設有一段加熱管作為預熱區，傳熱方式為自然對流。為了維持蒸發器的正常運行，加熱管中的液位一般為加熱管高度的1/4-1/5。如果液面過高，則設備效率低，排料不能達到要求的濃度。控制適當的進料量和溫度，確保設備處于較好的工作狀態。

當堿溶液加熱后達到沸騰溫度時，溶液開始沸騰，產生蒸汽氣泡，分散在連續的液相中。由于蒸汽氣泡的密度很低，它們會在液體中上升。流體的比重減小。隨著氣泡數量的不斷增加，小氣泡結合形成大氣泡，氣體上升速度加快。液相與汽泡混合，使堿溶液的靜水頭降低。當氣泡繼續生長并形成柱狀，占據了管內的大部分空間時，氣體高速上升，而堿溶液在重力作用下沿氣泡邊緣向下滑動。當堿性溶液明顯下降時，大的柱狀氣泡被液層切斷。此時，液相仍然是連續相。此時，混合流體處于強湍流狀態，氣柱上升，帶動周圍部分堿液一起運動。管壁與氣柱之間的堿液在重力作用下向下運動。管壁上的堿液受熱不斷蒸發，氣柱不斷增大。最后，氣柱之間的液膜消失，蒸汽占據整個管道的中心空間，形成連續相。堿液只能分布在管壁上，形成圓形液膜，在上升蒸汽的阻力下形成“爬升膜”。如果進一步提高空氣流速，即蒸發強度過高，則溶液蒸發劇烈，蒸汽流速過快。當堿液蒸發時，蒸汽會以形成霧的形式將溶液帶離液膜，進入管內的高速蒸汽流，在管內形成帶霧的噴霧流，這也使得形成的“液膜”迅速變薄。如果蒸汽速度進一步提高，霧的夾帶更加嚴重，使液膜上升速度快于溶液的蒸發速度，加熱管上的液膜就會出現局部干燥、結疤、結垢、結焦等異常現象。可以看出，管膜蒸發的最佳操作條件是在“爬升膜”形成和噴霧流出現之間搪玻璃升膜蒸發器正常運行的關鍵是讓堿性溶液在管壁上形成連續的液膜。

溶液在加熱管內形成爬升膜的必要條件是:必須有足夠的換熱溫差和換熱強度，使蒸發的二次蒸汽的量和速度達到足以驅動溶液形成膜而上升的水平。溫差對蒸發器的換熱系數影響很大。如果溫差很小。物料只在管內受熱，液體內部對流循環差，換熱系數小。隨著溫差的增大，內壁上的液體開始沸騰。當溫差達到一定程度時，大部分管道長度幾乎都充滿了汽液混合物。二次蒸汽將溶液拉成薄膜，并沿著管壁迅速向上移動。由于沸騰換熱系數與液體流速成正比，因此換熱系數隨升膜速度的增大而增大。而且，由于管內不是充滿液體，而是汽液混合物，幾乎可以避免液體靜水壓力引起的沸點標高升高所造成的溫差損失，從而增大了傳熱溫差和傳熱強度。但是，如果搪玻璃升膜蒸發器傳熱溫差過大或蒸發強度過高，并且在傳熱表面上產生的蒸汽量大于離開受熱面的蒸汽量。