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第六章高分子蒸发本讲稿第一页，共三十三页第六章第六章蒸发蒸发n第一节第一节、蒸发、蒸发n第二节第二节、单效蒸发、单效蒸发n第三节第三节、多效蒸发及其它节能措施多效蒸发及其它节能措施n第四节第四节、蒸发设备、蒸发设备本讲稿第二页，共三十三页学习目的学习目的1.能对单效蒸发进行理论计算；能对单效蒸发进行理论计算；2.能应用多效蒸发解决生产问题；能应用多效蒸发解决生产问题；3.能正确选择蒸发器的类型及应用；能正确选择蒸发器的类型及应用；本讲稿第三页，共三十三页第一节第一节 蒸发蒸发蒸发糖汁糖汁黑液黑液食盐抽提溶剂回收果汁果汁一、蒸发一、蒸发其它行业本讲稿第四页，共三十三页蒸发蒸发的必要条件？的必要条件？第一节第一节 蒸发蒸发热能不断供给热能不断供给蒸汽的不断排除蒸汽的不断排除水溶液水溶液二次蒸汽二次蒸汽水蒸汽水蒸汽冷凝水冷凝水浓缩液浓缩液热源？热源？原料？原料？产品？产品？操作操作条件条件P、T？常压加压减压真空本讲稿第五页，共三十三页真真空空蒸蒸发发第一节、第一节、蒸发蒸发优点：优点：节省蒸发器的传热面积节省蒸发器的传热面积低压蒸汽或废气做热源低压蒸汽或废气做热源处理热敏性溶液处理热敏性溶液减少热量损失减少热量损失缺点缺点增大粘度增大粘度传热系数下降传热系数下降减压装置减压装置增加动力消耗增加动力消耗常常压压蒸蒸发发加加压压蒸蒸发发本讲稿第六页，共三十三页第一节第一节 蒸发蒸发单效蒸发单效蒸发多效蒸发？多效蒸发？水溶液水溶液水蒸汽水蒸汽冷凝水冷凝水浓缩液浓缩液冷凝水冷凝水二效蒸发二效蒸发二次浓缩液二次浓缩液二次蒸汽二次蒸汽二次蒸汽二次蒸汽本讲稿第七页，共三十三页n单效单效真空蒸发真空蒸发第一节第一节 蒸发蒸发本讲稿第八页，共三十三页蒸发蒸发特点特点第一节第一节 蒸发蒸发沸点升高沸点升高能耗大能耗大物料的特性影响物料的特性影响蒸发与传热比较蒸发与传热比较结垢结垢结晶结晶腐蚀性腐蚀性热敏性热敏性本讲稿第九页，共三十三页1.蒸发器的物料衡算蒸发器的物料衡算Fx0=(FW)x1Fx0F-W完成液完成液x1W蒸发水分量蒸发水分量：完成液的含量完成液的含量：第二节第二节单效蒸发单效蒸发本讲稿第十页，共三十三页2.蒸发器的热量衡算（确定加热蒸汽耗量）蒸发器的热量衡算（确定加热蒸汽耗量）n输入总热量输入总热量=输出总热量输出总热量加热蒸汽耗量蒸汽耗量:本讲稿第十一页，共三十三页进料温度对加热蒸汽消耗量进料温度对加热蒸汽消耗量D1的影响的影响(1)沸点进料沸点进料(t0=t1）n(2)冷液进料冷液进料(3)过热进料过热进料(t0t1)水溶液水溶液水蒸汽水蒸汽冷凝水冷凝水浓缩液浓缩液本讲稿第十二页，共三十三页n例例6-2流量为流量为1000kg/h的番茄汁在单效膜式蒸发器中从固体含量的番茄汁在单效膜式蒸发器中从固体含量12%浓缩至浓缩至28%。已知番茄汁预热至蒸发压力下的沸点。已知番茄汁预热至蒸发压力下的沸点60后进后进入蒸发器，蒸发压力维持在入蒸发器，蒸发压力维持在9kN/下操作，采用下操作，采用160kPa绝压的饱绝压的饱和水蒸汽加热。设蒸发器的传热系数和水蒸汽加热。设蒸发器的传热系数K值为值为1500W/（K），），热损失为蒸发器传热量的热损失为蒸发器传热量的5%，试求加热蒸汽消耗量和蒸发器的传，试求加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积。热面积。解（1）求加热蒸汽消耗量D1 按式（6-4b），得n水分蒸发量为：本讲稿第十三页，共三十三页n由由附附录录查查得得9kN/9kN/和和160kN/160kN/的的饱饱和和水水蒸蒸气气的的汽汽化化潜潜热热分分别别为为r=2393.6kJ/kgr=2393.6kJ/kg和和r r1 1=2224.2kJ/kg=2224.2kJ/kg，加加热热蒸蒸汽温度汽温度T T1 1=113=113。n由题意知：由题意知：t t1 1=t=t0 0=60=60，Q QL L=0.05 D=0.05 D1 1 r r1 1，则，则 本讲稿第十四页，共三十三页n（2 2）传热面积传热面积An按式（按式（6-7）知：）知：本讲稿第十五页，共三十三页第三节第三节 多效蒸发多效蒸发多效蒸发原理多效蒸发原理:效数1效2效3效4效5效(D/W)最小1.10.570.40.30.27n最小单位蒸汽消耗量的数值最小单位蒸汽消耗量的数值本讲稿第十六页，共三十三页二二.多效蒸发流程多效蒸发流程1.逆流加料逆流加料返回逆流加料逆流加料并流（顺流）并流（顺流）本讲稿第十七页，共三十三页n2并并流流加加料料并流加料流程并流加料流程本讲稿第十八页，共三十三页二二.多效蒸发流程多效蒸发流程n3.混流（错流）加料混流（错流）加料n例如在纸厂黑液碱回收的五效蒸发中，料液的流向例如在纸厂黑液碱回收的五效蒸发中，料液的流向可采用从第可采用从第3效加入，依次流入各效的顺序是效加入，依次流入各效的顺序是34521或或34512等。等。4.平流加料平流加料平流加料平流加料本讲稿第十九页，共三十三页n5、加压多效蒸发流程、加压多效蒸发流程溶液溶液产品产品溶剂溶剂高压高压中压中压低压低压本讲稿第二十页，共三十三页三多效蒸发的效数三多效蒸发的效数n多效蒸发的效数受以下方面的限度多效蒸发的效数受以下方面的限度:n1、设备的费用增加设备的费用增加;n2、温温度度差差损损失失的的增增大大而而使使每每效效的的有有效效温温度差太小，甚至使蒸发操作无法进行的度差太小，甚至使蒸发操作无法进行的;n3、物料的性质对于效数的限度物料的性质对于效数的限度.本讲稿第二十一页，共三十三页四提高加热蒸汽经济性的其他措施四提高加热蒸汽经济性的其他措施n1.额外蒸汽的引出额外蒸汽的引出本讲稿第二十二页，共三十三页2冷凝水的闪蒸冷凝水的闪蒸本讲稿第二十三页，共三十三页第四节第四节蒸发设备蒸发设备蒸发装置的辅助设备：蒸发装置的辅助设备：使液沫进一步分离的除沫器；使液沫进一步分离的除沫器；排除二次蒸汽的冷凝器；排除二次蒸汽的冷凝器；减压蒸发时采用的真空泵等。减压蒸发时采用的真空泵等。气液分离的蒸发室气液分离的蒸发室加热室加热室本讲稿第二十四页，共三十三页第四节第四节蒸发设备蒸发设备n1.中央循环管式中央循环管式（标准式）蒸发器（标准式）蒸发器其特点是结构简单紧凑，制造方便，其特点是结构简单紧凑，制造方便，操作可靠。操作可靠。n但由于循环速度低，一般在但由于循环速度低，一般在0.5m/s以下，且因溶液在器内不断循环，以下，且因溶液在器内不断循环，器内溶液总是处于接近完成液的浓度，器内溶液总是处于接近完成液的浓度，因而溶液的粘度大，影响了传热效果。因而溶液的粘度大，影响了传热效果。此外清洗和检修也较麻烦。此外清洗和检修也较麻烦。自然循环型自然循环型本讲稿第二十五页，共三十三页第四节第四节蒸发设备蒸发设备n2.悬筐式蒸发器悬筐式蒸发器n蒸发器的加热室象个篮筐，悬蒸发器的加热室象个篮筐，悬挂在蒸发器壳体的下部，可由挂在蒸发器壳体的下部，可由蒸发器的顶部取出，便于清洗蒸发器的顶部取出，便于清洗更换。更换。n器内循环速度为器内循环速度为11.5m/s.这这样可提高传热速率，改善结垢样可提高传热速率，改善结垢情况。情况。自然循环型自然循环型本讲稿第二十六页，共三十三页第四节第四节蒸发设备蒸发设备n3、外加热式外加热式蒸蒸发器发器自然循环型本讲稿第二十七页，共三十三页单程型蒸发器单程型蒸发器n1.升膜式蒸发器升膜式蒸发器本讲稿第二十八页，共三十三页n2.降膜式蒸发器降膜式蒸发器单程型蒸发器单程型蒸发器本讲稿第二十九页，共三十三页3.升升降降膜式蒸发器膜式蒸发器单程型蒸发器单程型蒸发器本讲稿第三十页，共三十三页蒸发器的辅助装置蒸发器的辅助装置n二二.蒸发器的辅助装置蒸发器的辅助装置n蒸发器的辅助装置主要包括除沫器，冷凝器，蒸发器的辅助装置主要包括除沫器，冷凝器，真空装置和冷凝水排除器。真空装置和冷凝水排除器。n1.除沫器除沫器分离室内的除沫器分离室内的除沫器本讲稿第三十一页，共三十三页蒸发器的辅助装置蒸发器的辅助装置n分离室外的除沫器分离室外的除沫器本讲稿第三十二页，共三十三页n2.冷凝器冷凝器蒸发器的辅助装置蒸发器的辅助装置n3.真空装置真空装置n4.冷凝水排出器冷凝水排出器本讲稿第三十三页，共三十三页