电子课件化学原理第5章 蒸发.pptx

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2、蒸发：将溶液加热，使其中部分溶剂气化并不蒸发：将溶液加热，使其中部分溶剂气化并不断去除，以提高溶液中的溶质浓度的过程。断去除，以提高溶液中的溶质浓度的过程。p日常中的煲汤，煲中药，化工生产中，日常中的煲汤，煲中药，化工生产中，NaOHNaOH溶液增溶液增浓、稀糖液的浓缩、由海水蒸发并冷凝制备淡水等浓、稀糖液的浓缩、由海水蒸发并冷凝制备淡水等按蒸发方式分：自然蒸发和沸腾蒸发按蒸发方式分：自然蒸发和沸腾蒸发按蒸发器内的压力分：常压、加压和减压蒸发按蒸发器内的压力分：常压、加压和减压蒸发按二次蒸汽利用的情况分为：按二次蒸汽利用的情况分为：若将所产生的二次蒸汽不再利用或被利用于蒸发器以若将所产生的二次

3、蒸汽不再利用或被利用于蒸发器以外这种操作，称为单效蒸发；外这种操作，称为单效蒸发；如果将二次蒸汽引至另一压力较低的蒸发器加热室，如果将二次蒸汽引至另一压力较低的蒸发器加热室，作为加热蒸汽来使用，这种操作称为多效蒸发。作为加热蒸汽来使用，这种操作称为多效蒸发。1、单效蒸发单效蒸发衡算方程：物料衡算进、出蒸发器的溶质数量水份蒸发量完成液的浓度(5-1a)(5-1b)(5-1c)1、单效蒸发单效蒸发衡算方程：热量衡算对虚线范围作热量衡算得或：(5-2a)1、单效蒸发单效蒸发衡算方程：热量衡算对虚线范围作热量衡算得(5-2a)(5-2b)1、单效蒸发单效蒸发衡算方程：热量衡算对虚线范围作热量衡算得(5

4、-2b)若原料液在沸点下进入蒸发器，即若原料液在沸点下进入蒸发器，即t0=t1再忽略热损失，即再忽略热损失，即QL=0(5-2c)例5-1例5-1原料液温度为30时:由以上计算结果得知:原料液的温度愈高，蒸发1kg水所消耗的加热蒸汽量愈少1、单效蒸发蒸发器传热面积蒸发器的传热面积可依传热基本方程式求得，即例5-21、单效蒸发蒸汽压下降引起沸点升高1、单效蒸发蒸汽压下降引起沸点升高某些无机物溶液在常压下的沸点可查有关化工手册。非常压下计算无机物溶液的沸点，常采用杜林规则。NaOH水溶液杜林线图例5-31、单效蒸发溶液静压力引起沸点升高蒸发器在操作时，器内需维持一定的液面高度（L），因而蒸发器内溶

5、液的压力要高于表面的压力。致使溶液内部的沸点高于液面处的沸点。此沸点之差，即因静压力引起的沸点升高值。这样，溶液平均压强对应的沸点，就比操作压强对应的沸点要高。例5-4因管路阻力，引起的溶液沸点升高值。根据经验，沸点升高值可取11.5。2、多效蒸发2、多效蒸发的流程并流法蒸发流程a）由由于于后后一一效效蒸蒸发发室室的的压压力力较较前前一一效效为为低低，故故溶溶液液在在效效间间的的输输送送勿勿需需用用泵泵，就就能自动从前效进入后效。能自动从前效进入后效。b）由由于于后后一一效效溶溶液液的的沸沸点点较较前前一一效效为为低低，故故前前一一效效的的溶溶液液进进入入后后一一效效时时，会会因过热自行蒸发。

6、因而可产生较多的二次蒸汽。因过热自行蒸发。因而可产生较多的二次蒸汽。c）由末效引出完成液，因其沸点最低，故带走的热量最少，减少了热量损失。）由末效引出完成液，因其沸点最低，故带走的热量最少，减少了热量损失。由于后一效溶液的浓度较前一效为大，且温度又较低，所以料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低。优点缺点l加热蒸汽的温度越来越低l蒸发室操作压力越来越低l待蒸发溶液的沸点温度越来越低。l那么加热蒸发的温度差(Ti-ti)才可以维持一定的差值。如果不是抽真空装置，这个加热推动力(Ti-ti)，不可以维持一定值。l待蒸发的溶液浓度会越来越高l待蒸发的溶液粘度会越来越大l传热系数会越来越小

7、2、多效蒸发的流程逆流法蒸发流程黏黏度度大大的的一一效效，加加热热蒸蒸汽汽温温度度高高，所所以以各各效效的的黏黏度度值值较较为为接接近近，传传热热系系数数也也大大致致相相同同，这这样样蒸蒸发发速速率率大大致致相相同同。这这正正是是逆逆流流的的优优点点。当当然然，效效与与效效之之间间需需要要有有泵来输送，增加了动力消耗。泵来输送，增加了动力消耗。l待蒸发的溶液浓度越来越低。l待蒸发的溶液黏度会越来越小2、多效蒸发的流程错流法蒸发流程此此法法适适用用于于在在蒸蒸发发过过程程中中同同时时有有结结晶晶析析出出的的场场合合，因因其其可可避避去去结结晶晶体体在在效效间间输输送送时时堵堵塞塞管管道道。或或用

8、用于于对对稀稀溶溶液液稍稍加加浓浓缩缩的的场场合合。此此法法的的缺缺点点是是每每效效皆皆处处于于最最大大浓浓度度下下进进行行蒸蒸发发，所所以以溶溶液液粘粘度度大大，致致使使传传热热损损失失较较大大；同同时时各各效效的的温温度度差差损损失失较大，故降低了蒸发设备的生产能力。较大，故降低了蒸发设备的生产能力。l相当于错流萃取中的错流。l各效分别加料和分别出料，蒸汽与二次蒸汽串联流过。l有些教材叫平流法。2、多效蒸发的流程多效蒸发的效数蒸蒸发发装装置置中中效效数数越越多多，温温度度损损失失越越大大。若若效效数数过过多多还还可可能能发发生生总总温温度度差差损损失失等等于于或或大大于于有有效效总总温温度度差差，而而使使蒸蒸发发操操作作无无法法进进行行。基基于于上上述述理理由由，工工业业上上使使用用的的多多效效蒸蒸发发装装置置，其其效效数数并并不不是是很很多多的的。一一般般对对于于电电解解质质溶溶液液，如如NaOH等等水水溶溶液液的的蒸蒸发发，由由于于其其沸沸点点升升高高较较大大，故故采采用用23效效；对对于于非非电电解解质质溶溶液液，如如糖糖的的水水溶溶液液或或其其它它有有机机溶溶液液的的蒸蒸发发，由由于于其其沸沸点点升升高高较较小小所所用用的的效效数数可可取取46效效；而而在在海海水水淡淡化的蒸发装置中，效数可多达化的蒸发装置中，效数可多达2030效。效。