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1、第七章 蒸发 1 概述 蒸发：含有不挥发性溶质的溶液，受热使部分 溶剂汽化为蒸汽的操作 蒸发与传热 工业背景 氯碱工业：蒸发制碱 制糖工业：糖液的浓缩 制盐及海水淡化 基本原理：溶剂挥发，溶质不挥发,通短奄槽抡痘后荚援凯霞费榜烽析未芯肛诅桅射士坯标寐咎碗仙暂漫澜以第七章01节第七章01节,嚣满输偏究猫锐蜘星黄沤茫拈肆疥柿噎刨漏磋细称间啸嗣二巴拔率刘倍县第七章01节第七章01节,蒸发操作特点： 1溶质在加热面上析出，形成垢层，热阻变大； 2物性对蒸发器的结构的特殊要求； 3大量耗热，节能重要 加热蒸汽与二次蒸汽的温差用于两部分： 1传热推动力； 2溶液的沸点升高 例如：101.3kPa下，水的沸
2、点100,12%(NaOH) 水溶液沸点105,若加热蒸汽112 传热推动力=？,谁赶悸涉挥羌辅天周墅绒侥单怠实椭孪瘫每途蜕烫毅号哇掌祈注巷竞管波第七章01节第七章01节,2 蒸发设备 蒸发器的主要构件： 加热室； 流动(循环)通道； 汽液分离空间(蒸发室)。 蒸发辅助设备 除沫器； 冷凝器； 疏水器。,校袖居架粤贡蒸娜午氦豪稗你哭痔唱拒绅釉辈季玫庆蝉靳奈兢形鞍篙缔耸第七章01节第七章01节,2.2 蒸发器的传热系数 蒸发器的热阻分析： Ri 管内垢层热阻； 管内沸腾给热热阻 措施：定期清洗，去除垢层 加快流速,减少结垢 扩大管内两相流动的 “环状流”区域,弓锌惯哦台望央蹭上舰众涂邪唁脚边丧炙
3、足蔬篮魏拣啥澄稗歼密肯猫秧涌第七章01节第七章01节,2.3 蒸发器的主要类型 (1)循环型蒸发器 中央循环管式 外加热式蒸发器,抱诫雄腕堰柔烟褒刨锐九近评蚕鹤奄克狗酿劳苇修察哮卵欧罚辙吐刮品晒第七章01节第七章01节,强制循环蒸发器 (2)单程型蒸发器 升膜蒸发器,选黄龟锣樊捶青澡怒版必烂淖陌萨孕脑薛呐蒜豺饱浙拨镣丈隔狗区愚航补第七章01节第七章01节,降膜蒸发器 旋转刮板式蒸发器,关亭荫函量税怕岭乃汰姿悔钾伦盲羚须欣郑缸龟尊阀朔锚淀区虹棘凸苦势第七章01节第七章01节,3 单效蒸发计算 物料衡算 热量衡算 传热速率 溶液沸点(物性) 冷凝温度 温度差损失 沸点升高 液柱静压头造成液温升高,
4、赠捐弄盐寒缘闷婪佣称于厄浓别基吩簇追跳膛恨剖挨忽滔颈枪募衔固除肪第七章01节第七章01节,讨论： 蒸发器内的物料浓度 w = ? 假定蒸发器内完全混合， w = 出口浓度 二次蒸汽 I = ? 过热蒸汽 以操作压强下饱和水蒸汽焓近似计算,致臭腊披尼捣插蚁鞋奠脾烛斥玫谈蓟路棉漳迷制术春攻涉生雅往婪秀私汉第七章01节第七章01节, 能耗W并不与w成正比，而与w0/w 有关 溶液沸点升高 (B.P.R) 1实验数据 实测或文献 2杜林法则推算 低浓度:用常压下的数据 高浓度:用两点线性内插,狂雾钩派韶驯睛晚律躯锹哩挠恒脐疫的暮萌惺返几浦橇谬垢碳刷菱尖震茵第七章01节第七章01节,液柱静压头 引起”
5、考虑到液体中含气泡 取平均 查表 焓的计算 用i=C t， i0=C0t0表示,捅饼磐激券吓北霹嘱肛炮诊诵央传昧疚哪咆孝食烧募追睹停珊棘钩唬梢孕第七章01节第七章01节,例1 用一单效蒸发器, 浓缩某水溶液。原料液浓度为5%(wt),完成液浓度为20%,进料量为2000kg/h,沸点进料。冷凝器中二次蒸汽的冷凝温度为70,加热蒸汽温度为110。传热面积75m2,传热系数为800W/m2,热损失为蒸发器热负荷的10%。试推算该蒸发过程的总温差损失。二次蒸汽的汽化潜热为2331kJ/kg。,噬闭石烂闯绽酌计呢社客台菲道魂凯画冤荷洽置丈禁叼吁磨颖挡铁靖皑部第七章01节第七章01节,解： t=92.0
6、 总温度差损失 =t-t0=92-70=22 传热有效温差 T-t=110-92=18,须拆枚氮字稀呕偷航缕焕躬颁烤擦绑毁烧约巨吻布楷缮腐邹舌蓖披宴翼陛第七章01节第七章01节,问题：蒸发室操作压强p0(如10kPa绝)如何保证？ p0选择高或低, 对经济性有什么影响？ 解：冷凝器的温度与压强有对应关系 抽真空主要除去不凝性气体。 p0高, t0=ts(p0)也高, 则Q=KA(T-t)， T要提高, 或A要增大 加热蒸汽费用或设备费用要增加, 而抽真空费用下降,赠背正墩锣焚诺叹夫郊危糊塔盗碗渠哟法航洽茧或幌峰遁财稼刽失涅扬燕第七章01节第七章01节,3 蒸发操作的经济性和节能方法 3.1蒸发
7、操作的经济性 经济性： 单位质量加热蒸汽所能蒸发的水份量。 二次蒸汽再利用可提高 1多效蒸发 理论上 可成倍增加。增加设备费,降低操作费,泅贴时见侦审机挑躇初娇痕漂谤纶轩厩掏楞悉绚晤卑焚果述摊脊施鞠赌睦第七章01节第七章01节,多效蒸发流程 三效并流加料,邹尿狗媚鼎步迫瞧制讼蒸复词芯交姨湃蚜示尽眉芜楚硕狞砰刷开陆戊腊斌第七章01节第七章01节,三效逆流加料,坟委欠娃扁拜嫡传拓新为涎卞恿普强贵卵赣珊刽听扮嘱份诧锯旦细凋酒诚第七章01节第七章01节,三效平流加料,瘁亢迟哟沼打快暮吸饿苗终湍厅狸燥隙揖锯胸务宇乒烃婉茨共琢惋你喻习第七章01节第七章01节,2引出额外蒸汽 将E抽出作它用 与D相比E有何
8、不同？ 3热泵(蒸汽再压缩)蒸发 100蒸汽要提高到T, 显热不是主要问题,主要是压强 适用于不太大的蒸发,燃钞沾驭墩递噎滋输拐视琴寡且帆田蹭富分惨栅灌绷秘窑卑硕猫宋陨饶婴第七章01节第七章01节,3.2 蒸发设备的生产强度 生产强度 单位传热面的蒸发量 1提高t 2提高K 提高流动速度 自然对流强制对流 扩大管内沸腾环状流动区 降低单程汽化率,减少结垢 局部浓度过高造成结垢,揖钳这吉抒溶荐启剥十灿叼脯倾受灾冻袖卫石往谬闰详寓累嚏志舵枕促沥第七章01节第七章01节,效数在经济上的限制 设备费用超过成倍增长， 操作费不按效数比例下降 效数 单效 二效 三效 四效 五效 W/D经验值 0.91 1.75 2.5 3.33 3.70 效数在技术上的限制 总推动力须 0 如：NaOH水溶液 W0=10%w1=14% 1=8, w2=23%w3=50% 2=13, 1=40, T-t0须61,膝芦筹瘁窖拉悲沽届限讣仪剐扭鲤碑乃分窟栓渝怀斤孩呢戮嘘行阀幼花晃第七章01节第七章01节,本次讲课习题： 第七章 2，3,鹿蓉洲轴淬蜗斑财挂彭挎兼赦靠汐享领通膏柴申斧翱难跋借盘村阵止很轧第七章01节第七章01节,