蒸发与结晶设备+2014529+CZ

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1、第九章蒸发与结晶设备第一节常压与真空蒸发设备第二节结晶设备第一节常压与真空蒸发设备蒸发将含有不挥发性溶质的稀溶液中部分溶剂汽化、除去的单元操作，称为蒸发。溶剂S溶质A（不挥发）溶剂S加热蒸发蒸发目的利用蒸发操作取得浓溶液；将溶液蒸发并将蒸汽冷凝、冷却，以达到纯化溶剂的目的。获得浓缩的溶液获得固体溶质除去杂质除沫器二次蒸汽蒸发室加热室不凝性气体（生蒸汽）冷凝器（间壁式换热器）蒸发器(加热室,蒸发室)除沫器冷凝器真空装置蒸发范例蒸发过程特点按操作室压力分：常压、加压、减压（真空）蒸发单效蒸发：将二次蒸气不再利用而直接送到冷凝器冷凝以除去的蒸发操作。

2、多效蒸发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（生蒸气）的利用率，这种串联蒸发操作称为多效蒸发。单效和多效蒸发（按二次蒸气的利用情况分）设计蒸发器的基本要求应防止或减少浓溶液在加热表面上析出溶质而形成结垢。对于热敏性的物质减少溶液在蒸发器内停留时间。充足的加热热源，以维持溶液的沸腾和补充溶剂汽化所带走的热量，并节能。蒸发设备分类间壁式蒸发器：直接接触式蒸发器：浸没燃烧蒸发器---溶液在蒸发器中作循环流动---溶液在蒸发器中只通过加热室一次，不作循环流动。溶液通过加热室时，在管壁上呈膜状流动，故习惯上又称为液膜式

3、蒸发器。中央循环管式悬框式列文式（外循环）外热式升膜式蒸发器-----价廉降膜式蒸发器-----价廉升-降膜式蒸发器刮板式蒸发器连续式、间歇式常压式、减压式、加压式常压蒸发设备循环式蒸发设备非循环式蒸发设备一、常压蒸发设备主要为啤酒厂的麦芽汁煮沸锅：将糊化，糖化，过滤后的麦芽汁煮沸，浓缩到一定的发酵糖度两种类型：夹套加热式和内置加热式(加热器位于锅体内)夹套加热式麦芽汁煮沸锅流程图排不凝性气体管冷凝槽搅拌器外夹套加热区中心加热区（耐压能力差）（较高温度）冷凝水排放管麦芽汁煮沸锅(夹套加热式)夹套(内置加热式)列管式内加热器的煮沸锅具两段内加热器

4、的煮沸锅麦芽汁煮沸锅二、循环式蒸发设备中央循环管式悬框式列文式（外循环）外热式强制循环式优点：结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等，应用十分广泛。缺点：（1）循环速度较低，管内流速<0.5m/s；（2）溶液在加热室中不断循环，使其浓度始终接近完成液的浓度，因而溶液粘度大、沸点高，有效温度差小。（3）设备的清洗和维修也不够方便。中央循环管式蒸发器（自然循环型）其截面积一般为其它加热管总截面积的40～100%料液生蒸汽应用：广泛，适用于处理量大、结垢不严重的物系。工作原理中央粗管内溶液受热慢，密度大，下行；周围细管内溶液受热快，密度小，上行；循

5、环流动的速度可达0.1～0.5m/s。中央循环管式蒸发器（垂直短管式）原理溶液沿加热管中央上升，而后循着悬筐式加热室外壁与蒸发器内壁间的环隙向下流动而构成循环。溶液循环速度比标准式蒸发器大，可达1.5m/s。优点这种蒸发器的加热室可由顶部取出进行清洗、检修或更换，而且热损失也较小。缺点结构复杂，单位传热面积的金属消耗较。其截面积一般为其它加热管总截面积的100～150%加热室悬框式蒸发器（自然循环型）列文式蒸发器（外循环式）原理加热室中的溶液不沸腾，在沸腾室内才开始沸腾，因而溶液的沸腾汽化由加热室移到了没有传热面的沸腾室，从而避免了加热管内结晶

6、或污垢的形成。溶液循环速度可达2.5至3m/s以上，故总传热系数亦较大。缺点液柱静压头效应引起的温度差损失较大，要求加热蒸汽有较高的压力。设备庞大，消耗的材料多，需要高大的厂房。加热室沸腾室蒸发室循环管除沫器其截面积约为加热管的总截面积的2～3倍。挡板外热式蒸发器蒸发室循环管加热室原理加热室单独放置，好处之一是可以降低整个蒸发器的高度，便于清洗和更换；好处之二是可将加热管做得长些，循环管不受热，从而加速液体循环。循环速度可达1.5m/s。外热式蒸发器结构：如图所示。其主要特点是采用了长加热管（管长与直径之比50～100），且液体下降管（又称

7、循环管）不再受热。优点：循环速度较大（可达1.5m/s）；加热室便于清洗和更换。对于循环型蒸发器，除了上述自然循环外，还可以采用强制循环，循环速度的大小可通过泵的流量调节来控制，一般在2.5m/s以上。强制循环型优点循环速度大（2～3.5m/s）；可用于蒸发粘度大，易结晶结垢的物料；传热系数较大。缺点能耗大。强制循环式蒸发器三、非循环式蒸发设备真空蒸发设备流程真空蒸发主要设备蒸发器冷凝设备气－液分离器（除沫器）真空系统真空蒸发设备特点由于减压，沸点降低，有利于溶液汽化。蒸发器的热损失较少。适用于热敏性溶液和不耐高温的溶液；可利用二次蒸汽作为加热

8、热源；需要有抽真空装置，保持真空度，消耗额外能量。管式薄膜蒸发器升膜式降膜式升降式刮板式蒸发器离心式薄膜蒸发器针对受热后会发生化学或物理变化的热敏性物