真空制盐蒸发结晶课件.ppt

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1、第二节卤水蒸发一、概述二、单效蒸发三、多效蒸发四、卤水蒸发及简化计算一、概述（1）蒸发定义：用加热方法，在沸腾状态下使溶液中的溶剂汽化并除去。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成品。例如烧碱浓缩②脱除溶剂，将溶液增浓至饱和状态，析出固体产物，即采用蒸发，结晶的联合操作以获得固体溶质。（例如真空制盐）③除杂质，获得纯净的溶剂。（例如海水淡化）蒸发器冷凝系统（真空系统）一、概述（2）蒸发操作常用概念：加热蒸汽（生蒸汽）：二次蒸汽：蒸发效数：蒸汽的利用次数或串联的蒸发器的个数；?效蒸发操作分

2、类：加压蒸发，常压蒸发，真空蒸发（负压）单效蒸发，多效蒸发蒸发操作的实质：传热过程特点：含有不挥发溶质的溶液沸腾蒸发设备：1、蒸发器2、蒸发系统辅助设备：除沫器、混合冷凝器、疏水器（或平衡桶）1、蒸发器蒸发器分类：蒸发器分为循环型和单程型（不循环）两类。循环型蒸发器：溶液在蒸发器中循环流动，因而可以提高传热效果。由于引起循环运动的原因不同。有分为自然循环型和强制循环型两类。自然循环：由于溶液受热程度不同产生密度差引起。强制循环：用泵迫使溶液沿一定方向流动。蒸发器简介1、垂直短管式（又称为中央循环管式），

3、也称为标准式蒸发器构造：加热室、蒸发室、中央循环管蒸汽走壳程，溶液走管程依靠密度差循环—自然循环密度差形成原理：在中央循环管加一推进器：强制循环一、循环型蒸发器2、外加热式（列文式）蒸发器特点：(1)加热管长，给热系数增大(2)循环管不再受热，密度差大，强化循环(3)维修方便加热室蒸发室循环管3、强制循环蒸发器1、加热室2、蒸发室3、循环泵4、下循环管5、上循环管4、升膜式蒸发器二、单程型蒸发器（适宜热敏性物料）原理：热的料液自蒸发器底部进入加热管内迅速气化，在蒸气的带动下，溶液沿管壁呈膜状迅速上升，并

4、继续蒸发，当到达分离室和二次蒸气分离后即可得到完成液。不适宜粘度>50mPa.s，易结晶，结垢料液。5、降膜型蒸发器料液在蒸发器顶部加入，底部得到完成液；加热管顶部装有液体分布器，以使液体成膜；对浓度较高，粘度较大溶液也适用；结构较复杂。适宜粘度50~450mPa.s，不易结晶的料液。6、旋转刮板式蒸发器高粘度溶液的蒸发而设计间隙式刮板、转子式刮板主要特点：籍外力强制料液膜状流动缺点：结构复杂，制造要求高，加热面积不大，且需消耗一定动力。蒸发器结构形式的选择：单效蒸发：蒸汽只利用一次1、单效蒸发流程：二

5、、单效蒸发计算2、物料衡算水分蒸发量：完成液的浓度：进料F、x0出料(F-w)、x1生蒸汽D冷凝水D二次蒸汽W对溶质衡算：对于蒸发过程溶质不析出：即浓缩过程二、单效蒸发计算真空制盐的蒸发过程：（1）卤水对氯化钠饱和（接近饱和），蒸发过程氯化钠析出：G；（2）氯化钠的溶解度随温度变化很小（可以忽略）进料F、xs0出料盐浆J=(F-w)、包含:盐G，母液（xs1)生蒸汽D冷凝水D二次蒸汽W二、单效蒸发计算3、热量衡算——焓衡算连续过程，此项为零QL二、单效蒸发计算一般情况：仅为浓缩过程进料F、x0出料(F-

6、w)、x1生蒸汽D冷凝水D二次蒸汽Wh0、t0、C0T0、hwP1、T1、H1、r1h1、t1、C1热损失QL二、单效蒸发计算二、单效蒸发计算当溶液的浓缩热可以忽略时，上式可以近似简化成：蒸汽冷凝放出热量①物料升温所需热量②蒸发水分所需热量③蒸发器热损失理想情况下：沸点进料：二、单效蒸发计算热损失可以忽略：浓缩热可以忽略：单位蒸汽消耗量蒸发热经济实际上D＞W单效蒸发每蒸发1kg水分将消耗大于1kg饱和蒸汽二、单效蒸发进料F、xs0h0、c0、t0排料J=(F-w)、xs1h1、c1、t1生蒸汽D、Hs0

7、、r0P0、T0冷凝水D、hw、T0二次蒸汽W、Hs1、r1P1、T1热损失QL注意过程热效应（结晶热）Qr真空制盐过程，有NaCl析出，要考虑结晶热（吸热为正）——过程热效应假设氯化钠的结晶热为：qkJ/kg近似：4、传热面积计算二、单效蒸发计算K=?生产经验值更可靠一般蒸发过程传热特性：管外蒸汽冷凝给热管内溶液沸腾给热恒温传热加热蒸汽温度：T0加热管内溶液沸点：t二、单效蒸发计算三、温差损失蒸发系统总温差：当加热蒸汽压强P0一定时，T0=const，蒸汽冷凝器压力Pk一定时，Tk=const;蒸发系

8、统总温差：冷凝器压力对应饱和蒸汽温度加热蒸汽温度蒸发系统有效温差：蒸发系统温差损失Δ：Δ由于溶液沸点升高引起的温差损失由于加热室上方液柱静压引起的温差损失由于二次蒸汽管路阻力引起的温差损失三、温差损失溶质本身性质有关溶质浓度有关操作压力有关例如：常压下25%氯化钠溶液的沸点为107℃，沸点升高为7℃。计算方法：杜林规则和经验公式溶液沸点的升高。这是由于溶液蒸汽压较纯溶剂(水)在同一温度下的蒸汽压为低，致使溶液的沸点比纯溶剂(水)高；三、温差