蒸发单元操作教学提纲.ppt

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1、蒸发单元操作概述蒸发流程：蒸发过程的基本概念:加热蒸汽(生蒸汽)二次蒸汽水蒸气联苯熔盐蒸发过程的特点：（1）沸点升高：（2）能耗大：（3）溶液的特性决定蒸发器的结构特性。溶液的焓浓图和浓缩热氢氧化钠、氯化钙等水溶液在蒸发浓缩时，除提供水分蒸发所需的汽化潜热外，还需提供溶液的浓缩热。若浓缩热较大时，溶液的焓不能用比热计算式计算。需查焓浓图。物料衡算和热量衡算蒸发器的传热面积A蒸发器的型式总传热系数K,W/(m2·K)标准式（自然循环）600-3000标准式（强制循环）1200-6000悬筐式600-3000外热式（自然循环）1200-6000外热式（强制循环

2、）1200-7000升膜式1200-6000降膜式1200-3500刮板式600-2000物料衡算和热量衡算即温度差损失在数值上等于沸点升高。蒸发纯溶剂的温差蒸发溶液的温差蒸发设备中的温差损失温度差损失的原因(1)溶液蒸汽压降低而引起的温度差损失，’；(2)加热管内不同高度静压力不同，使溶液沸点升高，’’；(3)管内流体阻力损失使饱和蒸汽压降低，沸点升高，存在温度差损失，’’’。蒸发器总温差损失T'——操作压力下二次蒸汽的饱和温度r’——操作压力下二次蒸汽的汽化潜热溶液蒸汽压降低而引起的温度差损失’常压下求’：查文献或手册非常压溶液沸点的计算：经

3、验公式：杜林规则：某溶液在两种不同压力下的沸点差与另一标准液体在相应压力下的沸点差的比值为常数。液柱静压头引起的温度差损失’’溶液内部的沸点按液面和底部平均压力计算，由静力学方程式中：tp+Δp—水在平均压力下的沸点，℃；tp—蒸发室二次蒸汽压力下算得的沸点，℃。二次蒸汽流动阻力引起的温度差损失’’’’’’与流体流速、物性及管道尺寸等有关，一般取为0.5~1.5℃；单效蒸发：1kg水/1kg多生蒸汽多效蒸发：加热蒸汽通入蒸发器，液体受热沸腾产生的蒸汽作为二次蒸汽加以利用引入下一级蒸发器，多个蒸发器依次连接形成多效蒸发。123多效蒸发二次蒸汽作为加热蒸

4、汽的条件：该蒸发器的操作压力和溶液温度应低于前一蒸发器。效数单效双效三效四效五效D/W1.10.570.40.30.27蒸发1kg水所需生蒸汽（D/W)D/W—加热蒸汽利用率并流加料蒸发流程优点：后一效蒸发室压力较前效低，无需用泵输送；后效溶液沸点较前效低，溶液流入后效由于过热而自蒸发(闪蒸）。缺点：后效溶液浓度较前效大，沸点又较低，粘度较大，后效传热系数较前效小，后两效中尤为严重。多效蒸发流程逆流加料蒸发流程优点：随着溶液浓度越高，溶液的温度也越高，故各效溶液粘度不太大，传热系数也不小。缺点：效间溶液需用泵输送，能量消耗较大。由低温到高温，各效进料温度都

5、比沸点低，无自蒸发现象。多效蒸发流程多效蒸发流程错流加料蒸发流程特点：各效都是并流和逆流的组合。流向：3→1→2或2→3→1利用两法优点：省去并流部分的泵送，并可使浓溶液在高温下蒸发浓缩，有利于传热蒸发。平流加料蒸发流程蒸汽流向不变，料液和完成液分别从各效加入和排出，各效溶液的流向互相平行。适用于蒸发过程中易结晶的物料可避免在各效间输送含有大量结晶的溶液。多效蒸发流程蒸发器的生产能力和蒸发强度生产能力：单位时间汽化的水量，可用传热速率来表示。三效蒸发各效热流量：三效总传热速率：不考虑各效温差损失，假设：—总传热温差结论：效数越多，生产能力越小蒸发强度：蒸发

6、器单位面积上的生产能力。若三效蒸发和单效蒸发生产能力相同，每个蒸发器的面积和传热系数相等。则单效蒸发强度：Q/A三效蒸发强度：Q/3A效数越多，有效温差和生产能力越小，蒸发强度越小。多效蒸发效数的限制:蒸发器的生产能力和蒸发强度有效温差的限制设备投资的限制提高生产强度：提高总传热系数K和传热温差Δtm多效蒸发的唯一优点：提高蒸汽的经济性多效蒸发的计算：W1W2W3Fx0DL3x3L1x1L2x2总物料衡算：溶剂总蒸发量W：W=W1+W2+W3Fx0=L1x1=L2x2=L3x3每一效物料衡算：F=L1+W1L1=L2+W2L2=L3+W3若沸点进料，Ql=

7、0,D/W=1则W1=DW2=W1-E1=D-E1W3=W2-E2=D-E1-E2水蒸发总量：W=W1+W2+W3=3D-2E1-E2推广至n效：提高加热蒸汽经济性的其他措施一、额外蒸汽的引出：W1W2W3DE1E2E3t1t2t3二、冷凝水自蒸发的利用：提高加热蒸汽经济性的措施前一效温度较高的冷凝水通过自蒸发器被减压至下一效加热室的压力时，放出热量，少量冷凝水自蒸发产生蒸汽，作为下一效加热蒸汽，提高生蒸汽的经济程度。t1三、热泵蒸发器：通过压缩机提高二次蒸汽的压力，使饱和温度提高至原来的压力时，重新送回蒸发器加热室。提高加热蒸汽经济性的措施蒸发器：循环型

8、蒸发器循环型单程型—中央循环管式蒸发器蒸发设备自然循环强制循环结构