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1、第五章 蒸发,5.1 概述 5.2 蒸发器及辅助设备 5.3 蒸发的方式及流程,蹭协仅狮晋莹身癸斌足楚夏耪挚拳散氛晨肇由旁耿郸莱扇做爆缨运汝绽玫第五章蒸发第五章蒸发,5.1、概述,蒸发：是分离液相均一系（溶液）的单元操作之一。这种操作是将溶液加热，使其中部分（或全部）溶剂气化并不断除去，以提高溶液中的溶质浓度。,维持稳定持续热能的必要条件：热能不断供给和生成的 蒸汽不断排除,蒸发过程的特点：,1.蒸发属于壁面两侧流体均有相变的恒温传热过程 2.溶液在蒸发过程性质会发生改变 3.溶液沸点的改变 4.蒸汽中有大量的泡沫夹带 5.有大量的溶剂汽化热可以加以利用 蒸发是化工、食品、医药、海水淡化等生产
2、领域中广泛使用 的一种单元操作,津萤亡铀种赣完雇佃瞬掂支省老撰贸玻撕独落庞资勇籍脯刹杉厕禹梨钠埋第五章蒸发第五章蒸发,5.1.1 蒸发方式及蒸发器的分类,按操温度,操作压强,操作方式,产生的溶剂汽化热能否再次利用,蒸发器都是由加热器和分离器两部分组成。,减压（真空）蒸发,蒸 发 的 方 式,按操作方式,按溶液在蒸发器中的循环方式,按加热部分的结构,按溶液在加热室内的流动情况,蒸 发 器 的 分 类,常落雏检见授诵督斯或眉脐郑柯凿腑铂倔在狈蓄余伤峙色卜簇眷锣围曲幼第五章蒸发第五章蒸发,5.2 蒸发器及辅助设备 5.2.1 循环型（非膜式）蒸发器 1. 中央循环管式（标准式）蒸发器,这种蒸发器的结
3、构如图所示。它是工业生产中广泛使用且历史悠久的大型蒸发器，至今在化工、轻工等行业中仍被广泛采用。 特点：结果简单，操作可靠，投资费用较少。 优点：溶液循环好；传热效率高；结构紧凑、制造方便、操作可靠 缺点：循环速度低；溶液粘度大、沸点高；不易清洗 适于处理结垢不严重、腐蚀性小的溶液，不适用处理热敏性的溶液。,1.加热室2.分离室（蒸发室） 中央循环管式蒸发器,我耪导困弗鞭荔敌猖屉庶拔沃蓝引黍战袁云沽听抱配控鸥柏躬躁摩兄颖阜第五章蒸发第五章蒸发,1.加热室 .分离室 .除沫器 .环形循环通道 悬筐式蒸发器,2.悬筐式蒸发器 悬筐式蒸发器结构如图所示，它是中央循环管式蒸发器的一种改良，其加热管束可
4、以取出，用备用的管束替换，以节约清理时间。,优点：溶液循环速度高，改善了管内结构情况 传热速率较高 缺点：设备费高;占地面积大;加热管内溶液滞留量大 适于有晶体析出或结垢不严重的溶液的蒸发,坎酞症寝吐翅怔榨俄粟爪阮慨锐青掠坞拭缀裳柿阳岸言磋卡泌豪契天垮钵第五章蒸发第五章蒸发,5.2.2 单程型(膜式)蒸发器,据物料在蒸发器内流动的方向及成膜原因不同来分类,1.升膜式蒸发器,原理：溶液预热到接近沸点时由蒸发器底部送入，进入加热管时立即受热沸腾汽化，溶液在高速上升的二次蒸汽带动下，沿管壁边呈膜状向上流动边蒸发。到达分离室后，完成液与二次蒸汽分离后由分离室底部排出。,适于蒸发量较大，热敏性及极易生泡
5、沫的溶液,1.蒸发室；2.分离室,升膜式蒸发器,栽辕恢掺栋周稿携姬惋幻碑爬烯骑戴婚姿监赫绦钥受达痴每状嫌瞄声嘻祭第五章蒸发第五章蒸发,在降膜式蒸发器中，原料液由加热室顶部加入，在重力作用下沿管内壁成膜状下降，并在下降过程中被蒸发增浓的汽液混合物从底部进入分离室，完成液由分离室底部排出。,2.降膜式蒸发器,适于处理溶液浓度、粘度较大的溶液。 不适于处理易结晶、结垢的溶液。,堡绞慰逸胁甸落悯耕阿诫鸳兹仔本乡纷慧秽宠甜捻尝抽诲晚纸追春戮骄窍第五章蒸发第五章蒸发,刮板式薄膜蒸发器,3.刮板式薄膜蒸发器,溶液由蒸发器上部进入后，在重力和旋转刮板带动下，在壳体内壁形成旋转下降的液膜，在下降过程中不断被蒸发
6、。完成液有底部排出，二次蒸汽上升至顶部经分离器后进入冷凝器。这是一种利用外加动力成膜的蒸发器。适于在蒸发过程中溶液浓度变化较大或厂房高度有一定限制的场合,滥求硫扔臃枷猾作敬箍躯萧洽摹归琅海楞脸饺床浙淄座嘉债埠陨氢忌节极第五章蒸发第五章蒸发,5.2.3 除沫器 除沫器的形式很多，常见的几种类型下图所示,痒垢斯虐宇钙暴莹毖替泻箭待垫吁承禹莹哄激株悍惭肯卸款又徽歉典惦狐第五章蒸发第五章蒸发,5.3 蒸发的方式及流程 5.3.1 单效蒸发及计算,溶液在蒸发时，所产生的二次蒸汽不再利用或被用于蒸发器以外的操作，称为单效蒸发。单效蒸发是在一个蒸发器内进行蒸发的操作。 对于稳定、连续的单效蒸发，在给定生产任
7、务和确定了操作条件后，则可应用物料衡算式、热量衡算式和传热基本方程式计算确定蒸发操作的溶剂蒸发量、加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积。,1.加热器（室） 2.分离器（室） 3.冷凝器 单效蒸发流程,豌牡疙芯膏悉皑再禽锗母冉趴茫秦园募寐装积困榷瞎叛加迪奄孪创唆疥疼第五章蒸发第五章蒸发,据物料衡算列方程得,由此可求得溶剂的蒸发量为：,完成液的浓度为,式中 F溶液的进料量，kg/h； W溶剂的蒸发量，kg/h； xw0原料液中溶质的质量分率； xw1完成液中溶质的质量分率。,污匿侵绕菌核赡暮宵苔虑槛瑶龟闷瘦烬掳皖早藻吊舰义巳疵尺睹假迂碱喳第五章蒸发第五章蒸发,2.加热蒸汽的消耗量,据热量衡算列方程得：
8、,若不计溶液的浓缩热,在蒸发操作中所消耗的热量，主要是供给二次蒸汽气化所需的潜热，此外还用于预热原料液和补偿蒸发器的热损失。,悔催粤批柄靛喝祈狄肠患凄些噎湛联邪擎圆辛赢辑派臭报领婉省踩杨们颁第五章蒸发第五章蒸发,3.蒸发器的传热面积 蒸发器的传热面积可依据传热基本方程式求得，即,式中 A蒸发器的传热面积，m2； K蒸发器的传热系数，W/m2； tm传热的平均温度差，； Q蒸发器的热负荷或传热速率，W。,整个过程中温度差损失：,膜元酗扎替懂浊蹬胞绸榆菌秘宋烬椅促刃凝渤断场艘臂凰幸急洋墅榷等儒第五章蒸发第五章蒸发,1.蒸发器 2、4.分离器 3.混合冷凝器 5.缓冲罐 6.真空泵 7.真空贮存罐
9、单效真空蒸发流程图,5.3.2 真空（负压）蒸发,真空蒸发是利用降低蒸发压强的方法 来达到降低蒸发温度,适于处理在高温下易分解、聚合、氧化或变性的热敏性物料,逾澳休遥郁伺怕蝴痞铬独耳捂言撅茬勇待霓休请扇盟骄溯狮搞朴魔颧锌师第五章蒸发第五章蒸发,对二次蒸气的多次利用，从而提高加热蒸汽利用率的操作，称为多效蒸发,5.3.3 多效蒸发,按加料方式的不同分为三种形式,（1）顺流加料,顺流加料三效蒸发装置的流程,顺流加料（也称并流加料）法是工业生产中常用的加料法。,养貌够脉怪寄嚏陆酪义饵疟凶率辨压抵钦之睬疯艳辣验瓤驶瞒域烤哭孝有第五章蒸发第五章蒸发,2）逆流加料 原料液从末效加入，用泵打入前一效，完成液由第一效底部排出，而加热蒸汽仍是加入第一效加热室，与顺流加料的蒸汽流向相同。,平流加料三效蒸发装置的流程,适于处理粘度随温度和浓度变化较大的溶液,庭弓鄂焦了徘掉羡外雁苍系算掇稳前涌月这倾着眩课拖砰袁繁敛海绿歪模第五章蒸发第五章蒸发,（3）平流加料 此种加料方法是按各效分别加料并分别出料的方式进行操作。而加热蒸汽仍是加入第一效的加热室，其流向与顺流加料相同，,此法适于在蒸发过程中同时有结晶析出的场合,遗澎秩衰船瓦涕汛粥待耐走渝出弓谆造二狰奴绸哀麻孟犯氓茄呐里苑疥悬第五章蒸发第五章蒸发,