蒸发器原理分析ppt课件.ppt

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1、第五章蒸发1要求：1.了解蒸发器的结构及选型；2.掌握温度差损失的计算、单效蒸发的计算及蒸发器的生产能力和生产强度；3.了解多效蒸发流程及计算；4.掌握多效蒸发与单效蒸发的比较；5.了解蒸发器的工艺设计。2重点：1.温度差损失的计算、单效蒸发的计算；2.多效蒸发与单效蒸发的比较。3蒸发：使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。45加压蒸发常压蒸发真空蒸发分类：单效蒸发多效蒸发6真空蒸发的特点：溶液沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源；对相同压强的加热蒸汽，可

2、提高传热总温度差；溶液的粘度加大，总传热系数降低；对减压系统，系统的投资费和操作费增加。7蒸发过程的特点：（1）传热性质：热、冷流体都发生相变。（2）溶液性质：蒸发过程中有结晶吸出、易结垢、产生泡沫、粘度变化大、有腐蚀性。（3）溶液沸点的改变（4）泡沫夹带：二次蒸汽中常挟带大量泡沫。（5）能源利用：如何利用二次蒸汽的能量。85.1　蒸发设备5.1.1蒸发器的结构蒸发器结构：加热室、分离器循环型（非膜式）间接加热蒸发器单程型（膜式）直接加热蒸发器91.循环型（非膜式）蒸发器1）中央循环管式（标准式）蒸发器中央循环管截面积一般为加

3、热管总截面积的40～100%，循环速度：0.4～0.5m/s以下，适宜用于处理结垢不严重、腐蚀性小的溶液。10112）悬筐式蒸发器环形截面积一般为加热管总截面积的100～150%，循环速度：1.0～1.5m/s之间，适宜用于蒸发有晶体的溶液。缺点是设备耗材量大、占地面大、加热管内的溶液滞留量大。12133）外热式蒸发器加热管长径比为50～100，循环速度：可达1.5m/s。14154）列文蒸发器循环管截面积一般为加热管总截面积的200～350%，阻力小，循环速度高达2.0～3.0m/s，适宜处理晶体析出或易结垢的溶液。1617

4、5）强制循环蒸发器循环速度高达2.0～5.0m/s。处理粘度大、易结沟或易结晶的溶液。18192.膜式式（单程型）蒸发器1）升膜蒸发器：加热管长径比为100～150，管径为25～50mm。二次蒸汽在加热管内的速度为20～50m/s，减压下为：100～160m/s。处理蒸发量较大的稀溶液以及热敏性或生泡的溶液。不适合处理易结晶、易结垢或粘度特大的溶液。20212）降膜式蒸发器处理粘度较大的溶液、热敏性物料。不适合处理易结晶、易结垢或粘度特大的溶液。223）升—降膜蒸发器处理粘度变化大的溶液。234）刮板搅拌薄膜蒸发器叶片边缘与管

5、内壁的间隙为0.25～1.5mm。处理高粘度、易结晶、易结垢或热敏性溶液。结构复杂、动力消耗大。24253.直接加热蒸发器264.蒸发器的改进与发展1）开发新型蒸发器2）改善蒸发器内液体的流动状况3）改进溶液的性质275.1.2蒸发器的辅助设备除沫器、冷凝器、真空系统装置28295.1.3蒸发器的选型从以下因素考虑：（1）溶液的粘度（2）溶液的热稳定性（3）有晶体析出时的溶液（4）易发泡的溶液（5）有腐蚀性的溶液（6）易结垢的溶液（7）溶液的处理305.2单效蒸发5.2.1溶液的沸点和温度差损失1.溶液沸点升高=t-T1：

6、溶液沸点升高值，oC；t：溶液的沸点，oC；T1：与溶液压强相等时水的沸点，即二次蒸汽的饱和温度，oC。312.传热的温度差损失tT-t=tT：理论上传热的温度差，oC；t：实际传热的温度差，oC。32蒸发过程温度差损失的原因：（1）溶液的饱和蒸汽压下降；（2）加热管内液柱静压强；（3）管路流体阻力（多效蒸发）331）由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失1常压：附录二十三非常压：经验公式、杜林规则34352）由于加热管内液柱静压强而引起的温度差损失11363）由于管路流体阻力而引起的温度差损失111375.2.

7、2单效蒸发的计算计算项目：（1）单位时间内蒸发出的水分量，即蒸发量；（2）加热蒸汽的消耗量；（3）蒸发器的传热面积。38391.蒸发量W2.加热蒸汽消耗量D1）溶液稀释热不可忽略时40若加热蒸汽的冷凝液在蒸汽的饱和温度下排除，则：41422）溶液的稀释热可以忽略时溶液的焓可以由比热算出，则：43若原料液预热至沸点再进入蒸发器，且热损失可忽略，则：单位蒸汽耗量，kg/kg。443.传热面积S0454.管内沸腾传热系数的关联式1）标准型蒸发器2）强制型蒸发器463）升膜蒸发器4）降膜蒸发器475.2.3蒸发器的生产能力和生产强度1

8、.蒸发器的生产能力生产能力：单位时间内蒸发的水分量，即蒸发量，单位：kg/h。生产能力的大小取决于传热速率Q，因此可用蒸发器的传热速率来衡量其生产能力。482.蒸发器的生产强度生产强度：单位传热面积上单位时间内的蒸发量，单位：kg/(m2﹒h)若原料沸点进料，且热损失可忽略，