蒸发与结晶设备 (2)精品文稿.ppt

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1、蒸发与结晶设备第1页，本讲稿共35页蒸发设备蒸发设备蒸发设备必须满足的基本要求：蒸发设备必须满足的基本要求：1.充分的加热热源，以维持溶液的沸腾和补充充分的加热热源，以维持溶液的沸腾和补充溶剂汽化所带走的热量；溶剂汽化所带走的热量；2.保证溶剂蒸汽，即二次蒸汽的迅速排除；保证溶剂蒸汽，即二次蒸汽的迅速排除；3.一定的热交换面积，以保证传热量。一定的热交换面积，以保证传热量。蒸发设备一般由蒸发设备一般由热交换器（汽鼓）热交换器（汽鼓）、蒸发室蒸发室、冷凝器和抽气泵冷凝器和抽气泵等组成。等组成。第2页，本讲稿共35页常压蒸发设备常压蒸发设备麦芽汁煮沸锅麦芽汁煮沸锅夹套加热式夹套加热式第3页，本讲稿

2、共35页常压蒸发设备常压蒸发设备某啤酒厂糖化车间照片某啤酒厂糖化车间照片 第4页，本讲稿共35页常压蒸发设备常压蒸发设备内置加热式内置加热式列列管管式式内内加加热热器器的的煮煮沸沸锅锅具具两两段段内内加加热热器器的的煮煮沸沸锅锅第5页，本讲稿共35页真空蒸发设备真空蒸发设备真空蒸发的优点：真空蒸发的优点：1.物料沸腾温度降低，避免或减少物料受高温物料沸腾温度降低，避免或减少物料受高温所产生的质变；所产生的质变；2.提高了热交换的温度差，增加了传热强度；提高了热交换的温度差，增加了传热强度；3.为二次蒸汽的利用创造了条件，可采用双效为二次蒸汽的利用创造了条件，可采用双效或多效蒸发，提高热能利用率

3、；或多效蒸发，提高热能利用率；4.蒸发器热损失减少。蒸发器热损失减少。第6页，本讲稿共35页真空蒸发设备真空蒸发设备管式薄膜蒸发器管式薄膜蒸发器特点：特点：液体沿加热管壁成膜而进行蒸发；液体沿加热管壁成膜而进行蒸发；类型：类型：升膜式升膜式、降膜式降膜式和和升降膜式升降膜式。第7页，本讲稿共35页液膜形成过程液膜形成过程真空蒸发设备真空蒸发设备第8页，本讲稿共35页升膜式蒸发器升膜式蒸发器工作原理：工作原理：物料从加热物料从加热器下部进入，在加热管内被器下部进入，在加热管内被加热蒸发拉成液膜，浓度液加热蒸发拉成液膜，浓度液在二次蒸汽带动下一起上升，在二次蒸汽带动下一起上升，从加热器上端沿汽液分

4、离器从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进入分离器，筒体的切线方向进入分离器，浓缩液从分离器底部排出，浓缩液从分离器底部排出，二次蒸汽进入冷凝器。二次蒸汽进入冷凝器。升升膜膜式式蒸蒸发发器器真空蒸发设备真空蒸发设备第9页，本讲稿共35页管管式式升升膜膜蒸蒸发发器器BM系列薄膜蒸系列薄膜蒸发器器：蒸发器为升膜式列管换热器。设备与物料接触部分均采用不锈钢制造，具有良好的耐腐蚀性能。第10页，本讲稿共35页对于加热管子直径、长度选择要适当，管径不宜对于加热管子直径、长度选择要适当，管径不宜过大，一般在过大，一般在2528毫米之间，管长与管径之比毫米之间，管长与管径之比一一般为般为100150，这样

5、才能使加热面供应足够成膜，这样才能使加热面供应足够成膜的汽速。的汽速。第11页，本讲稿共35页套套管管式式升升膜膜蒸蒸发发器器套套筒筒式式升升膜膜蒸蒸发发器器第12页，本讲稿共35页降膜式蒸发器降膜式蒸发器工作原理：工作原理：物料从加热物料从加热管上部进入，经分配器导管上部进入，经分配器导流管进入加热管，沿管壁流管进入加热管，沿管壁成膜状向下流。成膜状向下流。第13页，本讲稿共35页降膜式蒸发器的分配器降膜式蒸发器的分配器齿形溢流口齿形溢流口导流棒导流棒螺纹导流管螺纹导流管切线进料旋流器切线进料旋流器第14页，本讲稿共35页升降膜式蒸发器升降膜式蒸发器工作原理：工作原理：物料先进入升膜加热物料

6、先进入升膜加热管，沸腾蒸发后，汽液混合物上升至管，沸腾蒸发后，汽液混合物上升至顶部，然后转入另一半加热管，再进顶部，然后转入另一半加热管，再进行降膜蒸发，浓缩液从下部进入汽液行降膜蒸发，浓缩液从下部进入汽液分离器，分离后，二次蒸汽从分离器分离器，分离后，二次蒸汽从分离器上部排入冷凝器，浓缩液从分离器下上部排入冷凝器，浓缩液从分离器下部出料。部出料。第15页，本讲稿共35页有利于液膜体有利于液膜体均匀分布。均匀分布。易达到升膜易达到升膜有利于操作。有利于操作。两个浓缩过程串联，可提高产品的浓缩比，两个浓缩过程串联，可提高产品的浓缩比，减低设备高度。减低设备高度。升降膜式蒸发器的特点升降膜式蒸发器

7、的特点第16页，本讲稿共35页第17页，本讲稿共35页三效顺流降膜蒸发器装置三效顺流降膜蒸发器装置 第18页，本讲稿共35页双效降膜式真空浓缩蒸发器流程图双效降膜式真空浓缩蒸发器流程图 第19页，本讲稿共35页带热泵的四效蒸发器工艺流程图带热泵的四效蒸发器工艺流程图 第20页，本讲稿共35页刮板式蒸发器刮板式蒸发器刮板式蒸发器刮板式蒸发器是通过旋转的刮板使液料形成是通过旋转的刮板使液料形成液膜的蒸发设备。液膜的蒸发设备。由转动轴、物料分配盘、刮板、轴承、蒸发室由转动轴、物料分配盘、刮板、轴承、蒸发室和夹套加热室等部分构成。和夹套加热室等部分构成。第21页，本讲稿共35页刮板式蒸发器工作原理刮板

8、式蒸发器工作原理液料从进料管以稳定的液料从进料管以稳定的流量进入随轴旋转的分流量进入随轴旋转的分配盘中，在离心力的作配盘中，在离心力的作用下，通过盘壁小孔被用下，通过盘壁小孔被抛向器壁，受重力作用抛向器壁，受重力作用沿器壁下流，同时被旋沿器壁下流，同时被旋转的刮板刮成薄膜，薄转的刮板刮成薄膜，薄膜溶液在加热区受热，膜溶液在加热区受热，蒸发浓缩，同时受重力蒸发浓缩，同时受重力作用下流。作用下流。第22页，本讲稿共35页这种蒸发器传热系数较高。这种蒸发器传热系数较高。结构简单。设备加工精度高。结构简单。设备加工精度高。圆筒的直径一般不大。一般选择在圆筒的直径一般不大。一般选择在3003005005

9、00毫米为宜。毫米为宜。蒸发器加热室的圆筒内表面必蒸发器加热室的圆筒内表面必须经过精加工。须经过精加工。轴要有足够的机械强度。轴要有足够的机械强度。蒸发器在离心力场的作用下具有蒸发器在离心力场的作用下具有很高传热系数。很高传热系数。刮板式蒸发器特点刮板式蒸发器特点 国产离心式刮板薄膜蒸发器外观国产离心式刮板薄膜蒸发器外观 第23页，本讲稿共35页离心式薄膜蒸发器离心式薄膜蒸发器离心式蒸发器离心式蒸发器是利用旋转的离心盘所产生的离心力对溶液是利用旋转的离心盘所产生的离心力对溶液的周边分布作用而形成薄膜。的周边分布作用而形成薄膜。第24页，本讲稿共35页离心式薄膜蒸发设备流程离心式薄膜蒸发设备流程

10、由物料平衡槽、进料螺杆泵、离心薄膜蒸发器、水力喷由物料平衡槽、进料螺杆泵、离心薄膜蒸发器、水力喷射泵、冷却水循环泵、浓缩液贮罐和出料螺杆泵。射泵、冷却水循环泵、浓缩液贮罐和出料螺杆泵。1.平衡槽 2.进料螺杆泵 3.蒸发器 4.喷射泵 5.水池 6.水泵 7.浓缩液贮罐 8.出料螺杆泵第25页，本讲稿共35页蒸发浓缩过程的节能蒸发浓缩过程的节能采用多效蒸发，循环利用热能采用多效蒸发，循环利用热能：将高能二次蒸汽用作加热：将高能二次蒸汽用作加热介质去蒸发另外的物料而本身也被冷凝。介质去蒸发另外的物料而本身也被冷凝。热泵蒸发热泵蒸发：用机械泵或用蒸汽喷射泵将低压蒸汽压缩：用机械泵或用蒸汽喷射泵将低

11、压蒸汽压缩成较高压力的蒸汽，重新利用加热蒸汽的办法。成较高压力的蒸汽，重新利用加热蒸汽的办法。研制更理想的蒸发设备和效率更高的热泵。研制更理想的蒸发设备和效率更高的热泵。第26页，本讲稿共35页结晶设备结晶设备结晶原理结晶原理溶液中的溶质含量超过它饱和溶液中溶质含量时，溶液中的溶质含量超过它饱和溶液中溶质含量时，溶质质点间的引力起主要作用，溶质间彼此靠近、碰撞、溶质质点间的引力起主要作用，溶质间彼此靠近、碰撞、聚集放出能量，并按一定规律排列而析出。聚集放出能量，并按一定规律排列而析出。起晶方法起晶方法自然起晶法自然起晶法刺激起晶法刺激起晶法晶种起晶法晶种起晶法第27页，本讲稿共35页结晶设备结

12、晶设备结晶设备的类型和特点结晶设备的类型和特点结晶设备结晶设备可分为可分为浓缩结晶设备、冷却结晶设备和等电点浓缩结晶设备、冷却结晶设备和等电点结晶设备和真空结晶设备结晶设备和真空结晶设备等。等。设计结晶设备应注意的条件设计结晶设备应注意的条件应考虑溶液的性质、黏度、杂质的影响，结晶温度，应考虑溶液的性质、黏度、杂质的影响，结晶温度，结晶体的大小、形状及结晶长大速率特性等条件，以保结晶体的大小、形状及结晶长大速率特性等条件，以保证结晶良好，结晶速率快。证结晶良好，结晶速率快。第28页，本讲稿共35页结晶设备结晶设备立式搅拌结晶箱立式搅拌结晶箱立式搅拌结晶箱、蛇管式立式搅拌结晶箱、蛇管式锚式搅拌器

13、、夹套式锚式搅拌器、夹套式第29页，本讲稿共35页结晶设备结晶设备卧式搅拌结晶箱卧式搅拌结晶箱卧式搅拌结晶箱卧式搅拌结晶箱第30页，本讲稿共35页结晶设备结晶设备连续式循环分级结晶器连续式循环分级结晶器(Krystal结晶器结晶器)动画演示动画演示第31页，本讲稿共35页结晶设备结晶设备循环蒸发结晶器循环蒸发结晶器第32页，本讲稿共35页结晶设备结晶设备真空煮晶锅真空煮晶锅煮晶锅的结构比较简单，煮晶锅的结构比较简单，是一个带搅拌的夹套加热真是一个带搅拌的夹套加热真空蒸发罐，整个设备由加热空蒸发罐，整个设备由加热蒸发室、加热夹套、汽液分蒸发室、加热夹套、汽液分离器、搅拌器等离器、搅拌器等4部分组

14、成。部分组成。第33页，本讲稿共35页结晶设备结晶设备结晶设备的新动向结晶设备的新动向结晶设备的新动向就是实现结晶的连续化。结晶设备的新动向就是实现结晶的连续化。连续结晶的要求：连续结晶的要求：1.不形成结垢。不形成结垢。2.设备内各部位溶液浓度均匀。设备内各部位溶液浓度均匀。3.避免促使晶核形成的刺激。避免促使晶核形成的刺激。4.连续结晶过程中同时具有各种大小粒子的晶体。连续结晶过程中同时具有各种大小粒子的晶体。5.及时清除影响结晶的杂质。及时清除影响结晶的杂质。6.设备内溶液的循环速度要恰当。设备内溶液的循环速度要恰当。第34页，本讲稿共35页蒸发与结晶设备蒸发与结晶设备复习思考题复习思考题1、什么是多效蒸发及热泵蒸发、什么是多效蒸发及热泵蒸发？2、蒸发设备必须满足的基本要求？、蒸发设备必须满足的基本要求？3、简述升膜式蒸发器的成膜机理和设计要、简述升膜式蒸发器的成膜机理和设计要点。点。4、设计一离心薄膜蒸发设备流程。、设计一离心薄膜蒸发设备流程。5、说明结晶设备设计要注意的条件。、说明结晶设备设计要注意的条件。6、简述连续结晶应满足的要求。简述连续结晶应满足的要求。第35页，本讲稿共35页