《蒸发与结晶》ppt课件

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1、1FacultyofMaterialsandMetallurgicalEngineeringKunmingUniversityofScienceandTechnology多媒体教学课程：冶金设备基础昆明理工大学材料与冶金工程学院任课教师：徐瑞东掌握蒸发的概念，蒸发的必备条件以及蒸发的分类。掌握溶液沸点升高，引起溶液沸点升高的原因，溶液沸点升高的计算，蒸发器的生产能力。掌握多效蒸发的流程和特点以及降低蒸汽消耗方法。了解典型的自然对流蒸发器，强制循环蒸发器，液膜式蒸发器。了解结晶过程的基本概念、方法和典型的结晶设备。第6章蒸发与结晶学习目的与要求6.1基本概念(1)蒸发的定义借

2、加热作用使溶液中所含溶剂汽化以提高溶液浓度的物理操作。加热蒸汽：作为热源供给热量的水蒸汽二次蒸汽：被加热溶液本身产生的蒸汽(2)蒸发的分类单效蒸发：将二次蒸汽不再利用的蒸发过程多效蒸发：将二次蒸汽用于其它蒸发器的加热过程。(3)蒸发操作的目的①获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半产品②脱除溶剂，获得固体产物③脱除杂质、制取纯净的溶剂(4)蒸发操作的特点①浓溶液在沸腾时常在加热表面上析出溶质形成垢层恶化传热过程②溶液的性质往往对蒸发器的结构设计提出特殊的要求③蒸发操作是大量耗热过程，节能应重点考虑(5)典型的蒸发装置1.蒸发器由蒸发室和加热室组成。2.加热室中装有加热管，热蒸汽

3、在加热管外流动，溶液在管内沸腾、蒸发。蒸发装置示意图6.2蒸发器的生产能力及热力学数据1.蒸发器的生产能力2.传热系数3.溶液沸点升高的计算常压下---查手册非常压下①减压下稀盐溶液沸点升高②图解法③吉辛科法稀盐溶液与纯水两种物质的沸点差在常压、减压下不变。相同压强下，将溶液沸点对纯溶剂的沸点做图，所得直线溶液的浓度均为定值。NaOH水溶液的沸点计算图6.3蒸发器的工作原理6.3.1单效蒸发的流程和原理单效蒸发器仅利用一个蒸发器蒸发，二次蒸汽直接通入冷凝器除去，不利用其能量。单效蒸发器有常压和真空蒸发两种。真空蒸发比常压蒸发能耗高，但有下列优点：(1)加热蒸汽与沸腾液体间的

4、温度差大，有利于传热；(2)可以利用低压蒸汽或废蒸汽作为热源；(3)可以浓缩不耐高温的液体；(4)热损失小。加热室蒸发室贮槽冷凝水排除器间壁冷凝器冷凝液贮槽真空泵单效真空蒸发流程6.3.2多效蒸发的流程和原理1.采用多效蒸发的原因：减少蒸气消耗2.多效蒸发的原理：二次蒸气循环再利用的过程，即前一效蒸发器产生的二次蒸汽继续作为下一效蒸发器的加热蒸气使用。(1)并流法：溶液与蒸汽并流的方法(2)逆流法：溶液与蒸汽成逆流的方法(3)错流法：溶液与蒸汽在有些效间并流，在有些效间逆流的方法(4)平流法：每效都加入原料液的方法3.多效蒸发的方法：6.3.2.1并流三效蒸发特点：1.后一

5、效蒸发室的压强较前一效低，溶液在各效间流动不需要供液泵。2.前一效的溶液沸点较后一效为高，溶液由前一效进入后一效内呈过热状态而立即自行蒸发，可产生更多的二次蒸汽。3.后一效的溶液浓度较前一效的大，而温度又低，粘度增加很大，因而传热系数小。不宜处理随浓缩而粘度迅速上升的物系并流三效蒸发逆流三效蒸发6.3.2.2逆流三效蒸发特点：1.各效溶液粘度相差不大，对传热系数影响不会过大。2.效与效之间需用泵输送，各效进料温度（末效除外）都较沸点为低，产生的二次蒸汽量小。可用于处理随浓缩而粘度上升的物系6.3.2.3平流三效蒸发原料液同时进入各效，完成液同时自各效排出。冷凝水仅用于在蒸发

6、操作进行的同时有晶体析出情况。因为晶体不便于在效与效之间输送。平流三效蒸发6.3.2.4错流三效蒸发加料有时采用并流法有时采用逆流法。兼有并流法和逆流法优点，但操作复杂。原料液错流三效蒸发①依据溶液的性质及工艺条件确定蒸发的操作条件(蒸汽压强、冷凝器压强等)及蒸发器的形式、流程和效数②依据蒸发器物料衡算和焓衡算，计算加热蒸汽消耗量及蒸发量。③求出各效的总传热系数、传热量和传热的有效温度差，从而算出各效的传热面积④根据传热面积选定加热管的直径和长度，计算加热管数；确定管心距和排列方式，计算外径⑤确定分离室的尺寸⑥其它附属设备的计算或确定4.多效蒸发器的计算6.3.3降低蒸汽消

7、耗量的方法1.多效蒸发2.冷凝水自蒸发3.蒸汽再压缩单效为1.10kg(蒸气)/1kg(水)双效为0.57kg(蒸气)/1kg(水)三效为0.40kg(蒸气)/1kg(水)四效为0.30kg(蒸气)/1kg(水)五效为0.27kg(蒸气)/1kg(水)将温度较高的冷凝水通过冷凝水自蒸发器的容器减压，可获得蒸汽，供下一效做加热蒸汽使用。借压缩机的绝对压缩或蒸汽喷射泵的压缩作用，将二次蒸汽饱和温度提高，重新送回原来的蒸发器中，作为加热蒸汽使用。冷凝水自蒸发器蒸发器蒸发器冷凝水排出器冷凝水自蒸发器压缩机加热室冷凝水排除器