蒸发设备模板课件.ppt

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1、《化工设备操作与维护》第八章蒸发设备第八章蒸发设备1蒸发基本原理2蒸发设备3蒸发设备操作条件的选择及优化4蒸发设备操作与管理蒸发设备的安全运行5目录第一节蒸发基本原理一、蒸发基本原理在化工过程中，蒸发是浓缩溶液的单元操作。这种操作是将溶液加热，使其中部分溶剂气化并不断除去，以提高溶液中溶质浓度。例如，烧碱液的增浓、稀盐水液的浓缩、淡水制备等。用来进行蒸发的设备称为蒸发器。蒸发的方式有自然蒸发和沸腾蒸发。自然蒸发是溶液中的溶剂在低于沸点下气化。沸腾蒸发是使溶液中的溶剂在沸点时气化，在气化过程中，溶液呈沸腾状态，溶剂的气化不仅发生在溶液表面，而且发生在溶液内部，几乎在溶液各个部分都同时发

2、生气化现象，因此沸腾蒸发的速率远超过自然蒸发速率。工业上的蒸发大多是采用沸腾蒸发。图8-1蒸发裝置示意图1-加热室2-加热管3-中心降液管4-蒸发室5-捕汁器6-冷凝器第一节蒸发基本原理蒸发过程尚有以下特点：1.蒸发的物料是溶有不挥发性溶质的溶液。依拉乌尔定律可知，在相同压力下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸点。所以，当加热蒸汽温度一定时，蒸发溶液时的传热温度差要比蒸发纯溶剂时为小，溶液的浓度越大，这种影响越显著。2.蒸发时要汽化大量的溶剂，因此需消耗大量的加热蒸汽。3.被蒸发的溶液本身，常具有某些特性，例如，有些物料在浓缩时可能结垢或析出结晶，有些热敏性物料在高温下易分解变质，有些溶液则

3、有较大的粘度或较强的腐蚀性等。第一节蒸发基本原理二、蒸发系统1.单效蒸发系统2.多效蒸发系统：（1）并流法（2）逆流法（3）平流法图8-2并流加料三效蒸发装置的流程图8-3逆流加料三效蒸发装置的流程第一节蒸发基本原理图8-4平流加料三效蒸发装置的流程第一节蒸发基本原理三、多效蒸发中效数的限制多效蒸法可以提高加热蒸汽的利用率，所以多效蒸发的操作费用是随着效数的增加而减少。但从表8-1可知，虽然(D/W)是随着效数的增加而不断减小，但所节省的加热蒸汽量亦随之减小，例如由单效改为双效，可节省加热蒸汽量约为50％，而从四效增为五效，可节省加热蒸汽量就己降为10％。另一方面，增加效数就需要增加

4、设备费，而当增加一效的设备费用不能与所节省的加热蒸汽的收益相抵时，就没有必要再增加效数，所以多效蒸发的效数是有一定限度的。图8-5有额外蒸汽引出的并流加料三效蒸发装置的流程图8-6五效真空蒸发方案（数据/%）第一节蒸发基本原理四、蒸发热力方案选择的原则热力方案的选择首先应满足工艺的要求，即保证供应足够浓度的浓缩汁和车间各用汽工序足够的蒸汽及规定的蒸汽参数，并做到热力利用的合理经济。在不影响操作稳定的情况下，最大限度地抽取额外蒸汽，做到全面利用，使进入冷凝器的汁汽降到最低限度以及利用冷凝水自然蒸发等，使热力方案具有较高的技术经济指标，同时又保证蒸发操作的稳定性和灵活性，即一方面是尽可能

5、使实际抽取的汁汽量与设计时的抽取量相一致，另一方面是注意生产波动时调节的可能性。设计时还必须考虑到蒸发罐的真空度应有调节的可能性，或者采用浓缩罐。对于设备的投资费用等方面也应予以适当的考虑。第二节蒸发设备一、蒸发设备基本构造1.标准式蒸发器(中央循环管式蒸发器)标准式蒸发器结构紧凑，传热条件良好，投资少，但存在循环速度小、检修不方便等缺点。该类蒸发器在国内糖厂和小型氯碱企业应用较多。图8-7标准式蒸发罐1-罐底封头；2-进液管；3-加热室；4-蒸发室；5-捕集器；6-罐顶封头；7-二次蒸汽出口；8-管板；9-中央降液管；10-加热管；11-加热室外壳；12-蒸汽入口；13-凝结水出口

6、；14-浓缩液出口第二节蒸发设备2.悬筐式蒸发器悬框式蒸发器的基本结构见图8-8。其加热室像篮筐，悬挂在蒸发器壳体的下部，加热蒸汽由顶部引入，在管间加热管内的溶液。其原理和中央循环管式相同，但溶液沿悬筐外壁和外壳体内壁所形成的环隙向下做循环流动，循环速度略大。其加热管束可取出后清理，用备用管束替换，以节约清洗时间。加热蒸汽从位于中央的一根多孔管进入，均匀吹入各加热管间。加热管束和管内壁形成的的环形通道是循环料液的下流通道。其传热面积一般在100m2以下，总传热系数为600～3500W/(m2·K)（1）优点：悬框式蒸发器实际上是标准式蒸发器的改进形式。它把加热室改进成可整体装拆悬吊在

7、蒸发器中，便于检修；循环通道比标准式大，可以产生较大的循环速度和传热系数，同时由于循环通道在外周，因此热损失小。加热室可由顶部取出，便于检修和更换，适用于易结晶、结垢溶液的蒸发。（2）缺点：悬框式蒸发器存在结构复杂、单位传热面的金属消耗量较多而制造费用较大。第二节蒸发设备3.盘管式蒸发器盘管式蒸发器适用于牛奶、果汁、蔬菜汁、豆浆、葡萄糖溶液等热敏性物料在真空条件下进行低温浓缩，也可供医药、化工等部门浓缩物料之用。盘管式蒸发器具有以下优点：①蒸发强度高，每平