第四章 蒸 發(fā)

1、第四章第四章蒸發(fā)第一節(jié)第一節(jié)概述一、蒸發(fā)操作及其在工業(yè)中的應(yīng)用一、蒸發(fā)操作及其在工業(yè)中的應(yīng)用蒸發(fā)操作主要用于提高溶質(zhì)的濃度；濃縮溶液和回收溶劑；獲得純凈的溶劑等。二、蒸發(fā)操作的特點(diǎn)二、蒸發(fā)操作的特點(diǎn)蒸發(fā)操作是將溶液加熱至沸點(diǎn)，使其中揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)的分離過程。蒸發(fā)操作進(jìn)行的條件是供給溶劑汽化所需的熱量，并將產(chǎn)生的蒸氣及時(shí)排除。蒸發(fā)器的加熱室通常采用間壁式換熱器，其兩側(cè)為恒溫。蒸發(fā)過程的特點(diǎn)是（與傳熱相比較）：1因溶液沸點(diǎn)升高等因

2、素會(huì)引起溫度差損失；2因蒸發(fā)過程耗熱量很大，所以應(yīng)充分考慮熱能利用；3因處理物料性質(zhì)不同，故需充分考慮物料的特性及工藝條件，再選擇或設(shè)計(jì)適宜的蒸發(fā)器。三、蒸發(fā)操作的分類三、蒸發(fā)操作的分類可按蒸發(fā)模式、按操作條件（壓力）及效數(shù)等進(jìn)行分類。第二節(jié)第二節(jié)單效蒸發(fā)與真空蒸發(fā)單效蒸發(fā)與真空蒸發(fā)一、單效蒸發(fā)流程一、單效蒸發(fā)流程蒸發(fā)器由加熱器和蒸發(fā)室組成，此外還需除沫器、冷凝器等。二、單效蒸發(fā)的設(shè)計(jì)計(jì)算二、單效蒸發(fā)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.蒸發(fā)水量的計(jì)算蒸發(fā)水量

3、的計(jì)算蒸發(fā)操作中，由于溶質(zhì)是不揮發(fā)物質(zhì)，因此，蒸發(fā)前后其質(zhì)量不變，對它作物料衡算，可得蒸發(fā)量，即完成液的濃度為2.加熱蒸氣消耗量的計(jì)算加熱蒸氣消耗量的計(jì)算加熱蒸氣用量由熱量衡算確定。若只利用加熱蒸氣的冷凝潛熱，則冷凝液在飽和溫度下排出，其用量為若溶液為沸點(diǎn)加熱，且不計(jì)熱損失，則為式中：DW稱為單位蒸氣消耗量，r為加熱蒸氣的冷凝潛熱；r為二次蒸氣的冷凝潛熱。3.蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算（1）傳熱平均溫度差）傳熱平均溫度差Δ

4、tm的確定的確定劑等。影響?i的因素很多，如溶液的性質(zhì)，沸騰傳熱的狀況，操作條件和蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)等。提高?i的有效辦法是增加溶液的循環(huán)速度和湍動(dòng)程度等。通常總傳熱系數(shù)K仍主要靠現(xiàn)場實(shí)測確定，設(shè)計(jì)時(shí)也可查表取值估計(jì)。三、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力與生產(chǎn)強(qiáng)度三、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力與生產(chǎn)強(qiáng)度1、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力可用單位時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)的水分量來表示。由于蒸發(fā)水分量取決于傳熱量的大小，因此其生產(chǎn)能力也可表示為2、蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度、

5、蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度u簡稱蒸發(fā)強(qiáng)度，是指單位時(shí)間單位傳熱面積上所蒸發(fā)的水量，kg(m2h)若為沸點(diǎn)進(jìn)料，且不計(jì)熱損失，根據(jù)，則由上式可知，若蒸發(fā)操作的壓力一定，則二次蒸氣的汽化熱r‘也可視為常數(shù)，因此，欲提高蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度，主要途徑是提高總傳熱系數(shù)K和傳熱溫度差Δtm（T－t1）。前者，上面已述。提高傳熱溫度差的方法:采用真空蒸發(fā)或選用高溫?zé)嵩?，如高溫?dǎo)熱油、熔鹽或用電加熱等。第三節(jié)第三節(jié)多效蒸發(fā)多效蒸發(fā)采用多效蒸發(fā)的目的

6、是為了減少新鮮蒸氣用量，具體方法是將前一效的二次蒸氣作為后一效的加熱蒸氣。一、多效蒸發(fā)流程一、多效蒸發(fā)流程1并流流程并流流程即加熱蒸氣和原料液均順次流經(jīng)各效。這種加料的特點(diǎn)是前一效到后一效可自動(dòng)加料，后一效中的物料會(huì)產(chǎn)生自蒸發(fā)，可多蒸出部分水汽，但溶液的黏度會(huì)隨效數(shù)的增加而增大，使傳熱系數(shù)逐效下降，所以并流加料不適宜處理隨濃度增加而增加較高的物料。2逆流流程逆流流程即加熱蒸氣走向與并流相同，而物料走向則與并流相反。這種加料的特點(diǎn)是各效中

7、的傳熱系數(shù)較均勻，適于處理黏度隨溫度變化較大的物料。3平流流程平流流程即加熱蒸氣走向與并流相同，但原料液和完成液則分別從各效中加入和排出。這種流程適用于處理易結(jié)晶物料。二、多效蒸發(fā)設(shè)計(jì)計(jì)算、多效蒸發(fā)設(shè)計(jì)計(jì)算多效蒸發(fā)需要計(jì)算的內(nèi)容有：各效蒸發(fā)水量、加熱蒸氣消耗量及傳熱面積。由于其效數(shù)多，未知數(shù)也多，所以計(jì)算遠(yuǎn)較單效蒸發(fā)復(fù)雜。因此目前已采用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。但基本依據(jù)和原理仍然是物料衡算，熱量衡算及傳熱速率方程。鑒于計(jì)算中出現(xiàn)未知參數(shù)，因