第五章蒸发精选文档.ppt

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1、第五章蒸发本讲稿第一页，共十七页一、基本概念一、基本概念分离液态均相物系（溶液）的单元操作之一。二、目的二、目的（1）、获得浓缩的液体；（2）、获得固体溶质（蒸发后结晶）；（3）、去除杂质。第一节第一节 概述概述本讲稿第二页，共十七页三、蒸发的分类三、蒸发的分类（1）按操作温度：）按操作温度：自然蒸发、沸腾蒸发（2）按操作压力：）按操作压力：加压蒸发、常压蒸发、减压（真空）蒸发（3）按操作方式：）按操作方式：间歇蒸发、连续蒸发（4）按二次蒸汽是否用作生蒸汽：）按二次蒸汽是否用作生蒸汽：单效蒸发、多效蒸发 本讲稿第三页，共十七页四、蒸发过程的特点四、蒸发过程的特点（1）传热性质：传热壁面一侧为加

2、热蒸汽冷凝，另一侧为溶液沸腾，故属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程。（2）溶液性质：在蒸发过程中溶液的黏度逐渐增大，腐蚀性逐渐增强。（3）溶液沸点的改变：含蒸气压较同温度下溶剂的蒸气压低。（4）泡沫夹带：溶剂蒸气中夹带大量泡沫，冷凝前必须设法除去，否则不但损失物料且污染设备。（5）能源利用：蒸发时产生大量溶剂蒸气，该如何利用。本讲稿第四页，共十七页五、蒸发方案五、蒸发方案1、采用饱和水蒸气进行间接加热（主要）2、当溶液沸点较高时，可采用高温载热体加热或电加热六、工业生产应用六、工业生产应用 1、浓缩稀溶液，制取产品或半产品 2、制取纯净的溶剂做产品 3、同时制取浓缩液和回收剂维持稳定持续

3、蒸发的必要条件：维持稳定持续蒸发的必要条件：热能的不断供给和生成蒸气的不断排除（采用冷凝）本讲稿第五页，共十七页第二节第二节 蒸发器及辅助设备蒸发器及辅助设备一、循环型（非膜式）蒸发器一、循环型（非膜式）蒸发器结构：结构：加热室、分离室（蒸发室）特点：特点：溶液在蒸发器中循环流动，可以提高传热效果。自然循环产生原因：自然循环产生原因：有密度差而引起循环流动。强制循环产生原因：强制循环产生原因：由于机械做功迫使溶液沿一定方向循环流动。1、中央循环管式蒸发器适用于大量稀溶液的蒸发。2、悬筐式蒸发器适用于有晶体析出或结垢不严重的溶液蒸发。本讲稿第六页，共十七页二、单程型蒸发器二、单程型蒸发器特点：特

4、点：溶液流过加热室一次即可达到所需的浓度，且溶液沿加热管壁呈膜状流动进行传热和蒸发。1、升模式蒸发器适用于蒸发量较大、热敏性及易生成泡沫的溶液。2、降膜式蒸发器（1）原理：由重力作用及液体对管壁的浸润力。（2）适用于蒸发量较小场合，可蒸发浓度、黏度较大的溶液。3、刮板式薄膜蒸发器（1）原理：利用外加动力成膜。（2）、适用于处理易结晶、易结垢、高黏度或热敏性溶液。三、除沫器三、除沫器原理：主要利用液沫的惯性达到气、液分离目的。本讲稿第七页，共十七页第三节第三节 蒸发的方式及流程蒸发的方式及流程一、单效蒸发及计算一、单效蒸发及计算1、溶剂的蒸发量（以时间为基准，物料衡算）2、加热蒸汽消耗量（热量衡

5、算）本讲稿第八页，共十七页3、蒸发器的传热面积若不考虑热损失：Q=Dr 且整个蒸发过程是恒温差过程：管内溶液沸腾传热的影响因素 物性 蒸发器形状 沸腾传热形式 操作条件 K值一般为实验求取。本讲稿第九页，共十七页4、温度差损失t1实际条件 (1)溶液沸点升高 下的沸点 (2)蒸发器液层压强 (3)蒸发器冷凝器的压降本讲稿第十页，共十七页造成温度差损失的原因：造成温度差损失的原因：1、溶液沸点升高杜林规则 ：与溶液的种类、浓度、蒸汽压力有关 (1)手册上可以查到常压下的溶液沸点 (2)杜林规则：（压强影响）2、液体静压头和加热管内磨擦损失影响：(1)保持一定的液位：(加热管长的1/22/3）(2

6、)动液位 取平均压强 加热管中部p：液面上的压强；L：加热管底部以上液层高；：液体的平均密度。*加热管内流速较大时，磨擦损失增大液体平均压强 本讲稿第十一页，共十七页3、管道流体阻力产生压降的影响 pC P1 P2 PC 自流 (2)t t1 t2 tC 闪蒸（高于沸点进料）(3)浓度，T，(最后两效严重）3、逆流法：利用泵将物料打入下一效 除末效外，低于沸点进料 X，T，不致太大，不致过小4、错流法：合并1，2，如NaOH 2-3-1，3-1-2等5、平流法：有结晶析出 *部分二次蒸汽可作预热料液本讲稿第十四页，共十七页6、提高蒸发器生产强度的途径生产强度：单位时间单位面积蒸发水量 U=W/S 若 QL=0，t0=t1 （忽略稀释热）Cp0=Cp1（1）提高传热温度差：加热器的传热温差受加热蒸汽和冷凝器压强的限制，另对于循环型蒸发器为了控制沸腾操作局限于泡核沸腾区，也不宜采用过高的传热温度差，故传热温度差具有一定局限性。本讲稿第十五页，共十七页（2）提高总传热系数主要措施：1、及时排放加热蒸汽侧的不凝气体2、增加管内溶液的循环速度，以提高对流传热系数3、防止或减少溶液侧污垢热阻的生成，定期清洗加热管 本讲稿第十六页，共十七页谢谢 谢！谢！本讲稿第十七页，共十七页