化工原理上册课件47－48学时第六篇 章 蒸发.ppt

蒸发器的选型原则 ①对物料的工艺特性有良好的适应性，如热敏性、腐蚀性、结晶、结垢、黏性、发泡性等。其中黏度在蒸发过程中的增加程度及结垢情况应给予特别注意。 ②满足生产工艺对完成液质和量的要求。 ③结构简单，操作可靠，造价和操作费用低廉，经济合理，维修方便。 常用蒸发器的主要性能和适用场合列于表6-3中 第六章 蒸发 6.2 蒸发设备 6.2.1 循环型蒸发器 6.2.2 单程型蒸发器 6.2.3 蒸发设备和蒸发技术的发展 6.2.4 蒸发器的选型 6.2.5 蒸发器的辅助设备（自学） 第六章 蒸发 6.3 单效蒸发的计算 6.3.1 物料衡算与热量衡算 一．物料衡算 图6-14单效蒸发的物料衡算与热量衡算 完成液的流量 水分蒸发量 完成液的组成 一．物料衡算 二．热量衡算 对蒸发器作热量衡算 蒸发器的热负荷 蒸发器的热损失 1.溶液稀释热较大的情况 某些盐、碱的水溶液，在稀释时其放热效应非常显著。 需通过实验测定焓值随组成和温度的变化。 图6-15是以0℃为基准温度的NaOH水溶液的焓浓图。由此可见，溶液的焓和组成的关系是高度非线性的。 二．热量衡算 图6-15 氢氧化钠的焓浓图 二．热量衡算 加热蒸汽消耗量 加热蒸汽的冷凝潜热 蒸发器的热负荷 二．热量衡算 2. 可忽略溶液稀释热的情况 大多数溶液在溶质含量不太高时，其稀释热不显著常可忽略。对于这类溶液，其焓值可由比热容近似计算。以0℃的溶液为基准，则 原料液比热容 完成液的比热容 二．热量衡算 * * 第六章 蒸发 通过本章学习，掌握蒸发操作的特点、蒸发 器的类型、蒸发过程计算，能够根据生产工艺要 求和物料特性，合理选择蒸发器类型并确定适宜 操作流程和条件。 学习目的 与要求 6.1 概述 第六章 蒸发 蒸发 将含有不挥发溶质的溶液加热至沸腾，使部分挥发性溶剂汽化并移除，从而获得浓缩溶液或回收溶剂的操作称为蒸发。 蒸发操作的基本要点是向蒸发器连续提供足够的热量并及时移除汽化的溶剂。 蒸发操作的基本要点 一．蒸发的目的 蒸发操作的目的 （1）制取增浓的液体产品 如电解烧碱液的浓缩，牛乳制奶粉生产中牛乳的浓缩、蔗糖水溶液及各种果汁的浓缩等。 （2）纯净溶剂的制取 如海水淡化等。 （3）同时制备浓溶液和回收溶剂 如中药生产中酒精浸出液的蒸发。 一．蒸发的目的 二．蒸发的概念 图6-1 液体蒸发的简化流程 动画23 四．蒸发操作的特点 1．溶液的沸点升高 由于不挥发溶质的存在使溶液的沸点高于纯溶剂的沸点。 对于垂直管式蒸发器，管内液柱的静压力及蒸汽在管道内的流动阻力也会引起溶液的沸点升高。 沸点升高使传热推动力降低。 2．热能的综合利用 蒸发时需要消耗大量加热蒸汽，而溶剂汽化又产生相应量的二次蒸汽，因而强化与改善蒸发器的传热效果，充分利用二次蒸汽的潜热，应给予足够的重视。 四．蒸发操作的特点 3．溶液的工艺特性 蒸发过程中溶液的某些性质随着溶液的组成而改变。有些物料在浓缩过程中可能析出结晶、发泡、严重结垢、变性分解、黏度增高、腐蚀性增大等。在选择蒸发工艺和设备时需要认真考虑，尤其是蒸发器的防垢除垢技术，是世界性的热门研究课题。 四．蒸发操作的特点 第六章 蒸发 6.2 蒸发设备 6.2.1 循环型蒸发器 一、垂直短管型蒸发器 图6-2中央循环管蒸发器 1―加热室；2―中央循环管；3―蒸发室；4―外壳 动画24 一、垂直短管型蒸发器 图6-3 悬筐式蒸发器 1―加热蒸汽管；2―加热室；3―除沫器；4―液沫回流管 二、垂直长管型蒸发器 图6-4外热式蒸发器 1―加热室；2―蒸发室；3―循环管 动画25 图6-5 列文式蒸发器 1―加热室；2―加热管；3―循环管；4―蒸发室；5―除沫器；6―挡板；7―沸腾室 二、垂直长管型蒸发器 图6-6强制循环性蒸发器 1―加热管；2―循环泵；3―循环管；4―蒸发室；5―除沫器 二、垂直长管型蒸发器 三、直接接触传热蒸发器 图6-7直接接触传热的蒸发器 1―燃烧室；2―点火管；3―测温管；4―外壳 四．循环型蒸发器的主要类型及其性能比较 常用循环型蒸发器的结构特点及主要性能汇总于表6-1。 第六章 蒸发 6.2 蒸发设备 6.2.1 循环型蒸发器 6.2.2 单程型蒸发器 一．升膜式蒸发器 图6-8升膜式蒸发器 1―蒸发器；2―分离室； 图6-9 降膜式蒸发器 1―蒸发器；2―分离室；3―布膜器 二．降膜式蒸发器 动画26 三．升—降膜式蒸发器 图6-11 升―降膜蒸发器 1―预热器；2―升膜加热室；3―降膜加热室；4―分离室 四．刮