《蒸发化工原理》PPT课件

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1、第7章蒸发Evaporation7.1概述利用溶剂具有挥发性而溶质不挥发的特性，将含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。7.1.1蒸发的目的蒸发操作的目的：获得浓缩的溶液，直接作为成品或半成品。脱除溶剂。此过程常伴随有结晶过程去除杂质。被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其它溶液，而工业上处理的溶液大多为水溶液，所以本章仅讨论水溶液的蒸发。溶剂S溶质A（不挥发）溶剂S加热2021/7/2127.1.2蒸发流程加热溶液使溶剂汽化—蒸发器不断除去气化的蒸发溶剂—冷凝器蒸发流程的两个必要的组成部分：二次蒸汽水蒸气热源水蒸气蒸发产生蒸汽二次蒸汽加热蒸汽

2、水蒸气热源2021/7/2137.1.3蒸发操作的特点①溶液的沸点升高：由于不挥发溶质的存在，溶液的蒸气压低于同温度下纯溶剂的蒸气压。因此，在相同压力下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸点，这种现象称为溶液的沸点升高。溶液的沸点升高导致蒸发的传热温度差的降低。②能耗较大：蒸发操作所汽化的溶剂量较大，需要消耗大量的加热蒸气。因此需要考虑热量的利用的问题。③溶液特性：有些物料浓缩时易于结晶，结垢；有些热敏性物料由于沸点升高更易于变性；有些则具有较大的粘度或较强的腐蚀性，等等。需要根据物料的特性和工艺要求，选择适宜的蒸发流程和设备。2021/7/2147.1.4蒸发操作的分类多效蒸发（multi-ef

3、fectevaporation）：若将二次蒸气通到另一压力较低的蒸发器作为加热蒸气，则可提高加热蒸气（再生蒸气）的利用率，这种蒸发操作称为多效蒸发。1.按二次蒸气的利用情况分：单效蒸发和多效蒸发单效蒸发（single-effectevaporation）：将二次蒸气不再利用而直接送到冷凝器冷凝除去的蒸发操作。2021/7/2152.按操作室压力分：常压、加压、减压（真空）蒸发常压蒸发：设备简单，操作方便，可采用敞口设备，二次蒸汽可直接排放在大气中，但会造成大气污染，适用于临时性或小批量的生产。加压蒸发：可提高二次蒸汽的温度，有利于二次蒸汽的利用，但要求加热蒸汽的压力较高。优点：(1)传热

4、温度差Δtm↑；(2)可利用低压蒸汽或废汽作为加热蒸汽；(3)可防止热敏性物料变质或分解；(4)沸点低，减少热损失。缺点：真空装置，需消耗动力和增加设备适用于处理热敏性物料。减压蒸发：沸点低2021/7/2163.按操作过程是否连续分:间歇蒸发，连续蒸发间歇蒸发:一次加料→最终出料或连续加料维持液面，一次出料。溶液浓度和沸点随时间改变，为不稳定操作，适于小规模，多品种的场合。连续蒸发:连续进料，连续出料。稳定操作，适于大规模的生产过程。2021/7/2177.2蒸发设备辅助设备蒸发器加热室分离室除沫器（汽液分离器）冷凝器疏水器真空装置蒸发设备用来进行蒸发的设备主要是蒸发器和冷凝器蒸发器的

5、作用是加热溶液使水沸腾汽化，并移去，由加热室和分离室两部分组成。冷凝器与蒸发器的分离室相通，其作用是将产生的水蒸汽冷凝而除去。2021/7/218按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，分为两大类：循环型和单程型(不循环)。7.2.1蒸发器特点：溶液在蒸发器中循环流动，溶液在蒸发器内停留时间长，溶液浓度接近于完成液浓度。1循环型蒸发器由于引起循环运动的原因不同，分为自然循环型和强制循环型两类。自然循环型：强制循环型：依靠外力迫使溶液沿一个方向作循环运动。由于溶液受热程度不同产生密度差引起。2021/7/219（1）中央循环管式(标准式)蒸发器加热蒸汽：加热室管束环隙内溶液：加热室管束及中央

6、循环管内，受热时，由于中央循环管单位体积溶液受热面小，使得溶液形成由中央循环管下降，而由其余加热管上升的循环流动。中央循环管料液加热蒸汽优点：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2021/7/2110（2）悬筐式蒸发器加热室像个筐，悬挂在蒸发器壳体的下部，可由顶部取出。加热蒸汽由壳体上部进入加热室，在管间放热加热管内溶液使其上升，而沿悬筐外壁与蒸发器内壁间环隙通道向下循环流动。优点：溶液循环速度高，改善了管内结垢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处理易结垢，有晶体

7、析出的溶液2021/7/2111（3）外热式蒸发器优点：降低了整个蒸发器的高度，便于清洗和更换；循环速度较高，使得对流传热系数提高；结垢程度小。这种蒸发器将加热室与分离室分开，采用较长的加热管。适于处理易结垢、有晶体析出、处理量大的溶液蒸发室循环管加热室2021/7/2112（4）列文蒸发器特点是在加热室上部设置沸腾室，加热室中的溶液因受到附加液柱的作用，必须上升到沸腾室才开始沸腾，这样避免了溶液在加热管中结垢或析出晶体。优点：流动