蒸发

法除去，否则不但损失物料，而且会对冷凝设备、蒸发器的传热面产生 污染，降低热流量
二、影响蒸发效率的因素

生产强度：单位时间、单位传热面积上所蒸发的溶剂或水Βιβλιοθήκη 量。（表示蒸发设备的效率）
W K t m U A i t
U——生产强度；W——蒸发量；A——蒸发器的传热面积
K——蒸发器的传热总系数；△tm——加热蒸汽饱和温度与溶液沸点之差
原理：料液预热到接近沸点时由
蒸发器底部送入，进入加热管时
立即受热沸腾汽化，溶液在高速 上升的二次蒸汽带动下，沿管壁 边呈膜状向上流动边蒸发。到达 分离室后，完成液与二次蒸汽分 离后由分离室底部排出。
气冷凝所致，而真空装置仅是抽吸蒸发系统泄漏的空气、物料及冷却
水中溶解的不凝性气体和冷却水饱和温度下的水蒸气等，冷凝器后必 须安真空装置才能维持蒸发操作的真空度。常用的真空装置有喷射泵、 水环式真空泵、往复式或旋转式真空泵等。
4、 常用的蒸发设备
（1）循环型蒸发器
特点：溶液在蒸发器中循环流动，溶液在蒸发器内停留时间长，溶 液浓度接近于完成液浓度。
3 ）外热式蒸发器
操作流程（通常采用真空蒸发工艺）

先开真空阀，抽至一定真空度，
进料，关闭进料阀；

开启蒸气阀门，加热；

抽样检查，达到规定的浓缩程度
后，关闭真空系统，蒸气阀门， 室内恢复常压后，打开放料阀。
3 ）外热式蒸发器
优点：

降低了整个蒸发器的高度，便于 清洗和更换；

循环速度较高，使得对流传热系 数提高；
有利于蒸发进行。 有效成分耐热，溶剂无毒、无害、不易燃烧、无 经济价值者可用此方法。
（一）常用蒸发方法

蒸发工作原理
蒸发是指液体在加热的过程中变为气体的物理过程。

蒸发的工作原理来自于液体分子的热运动。

当加热液体时，液体分子的平均动能将增加，部分分子的动能超过液体表面的张力，从而逃离液体表面成为气体分子。

这些逃离的分子通过不断碰撞气体分子，在容器内形成一定压强的气体。

蒸发只发生在液体表面上的分子，因此液体表面的温度会降低。

这是因为当有一部分液体分子蒸发成气体并离开表面后，表面的分子总能量减小，从而使表面密度减小，压力减小，温度降低。

这也是为什么我们感到湿冷的原因，因为液体的蒸发会吸走周围的热量。

蒸发速率取决于液体的性质、温度、表面积和环境的湿度。

较高的温度、较大的表面积或较低的环境湿度都会增加蒸发速率。

蒸发在日常生活中有广泛的应用。

例如，在做饭时，水蒸发会带走食物中的热量，使之熟烂。

在干衣机中，加热空气使湿衣物中的水分蒸发并排出机外。

此外，蒸发还被应用于水净化、淡化海水、制冷等领域。

蒸发的概念
蒸发一直是一种自然现象，它也是大气现象的重要组成部分。

它提供了潮湿的气体吹向更干燥的空气中，降低了大气中水蒸气的浓度。

蒸发是由液体吸收热能变为气态所产生的，只有在液体吸收热能的同时，气态才会变为液态。

它有助于保持大气的湿度，也可以在天气模式发生变化的时候起到一定的作用。

蒸发是一种平衡状态，当一个物质处于高温低湿度的环境中，这个物质的蒸发概率会比它在低温高湿度的环境中蒸发的概率高。

这是因为，在高温低湿度的环境中，每单位气体的湿度比其他气体低，因此它更容易蒸发。

此外，当空气在高温低湿度的环境中被加热，空气中水分会更容易蒸发，从而让空气更加干燥。

大气中的水蒸气是空气中最重要的物质之一，它可以提供大气环境所需要的湿度，进而影响空气温度，而空气温度又影响大气环境中的湿度，从而形成一个稳定的平衡。

因此，蒸发在大气的湿度控制中起着重要的作用。

蒸发不仅会影响大气湿度，还会影响地表温度，当潮湿的气体吹向更干燥的空气中，空气温度会降低。

此外，蒸发还可以降低空气温度，从而降低空气中的湿度，从而影响大气的湿度。

由于蒸发可以减少空气中的水蒸气，因此也可以减少空气中污染物的浓度，促进大气质量的改善。

蒸发也有它的不足之处，例如，蒸发过程会吸收大量的热量，因此可以导致气温的骤降，从而导致冰雹的发生，这会对植物产生负面
影响，从而导致作物的损失。

总而言之，蒸发是一种自然现象，它对大气环境的湿度有着重要的影响，但它也有它不利的一面，因此在利用蒸发来控制大气环境时，应该正确理解其作用，使之合理运用。

图5-6 降膜蒸发器的降膜分布器

在工业上还常把以上两种蒸 发器联合使用，如升-降膜式 蒸发器。其结构如图5-7所 示，蒸发器底部封头内装置 一块隔板，将加热管束分为 两部分，形成类似于双管程 换热器的结构。原料液经预 热达到沸点或接近沸点后引 入升膜加热管束２的底部， 液体沿管壁向上呈膜状流动， 汽、液混合物由顶部流入降 膜加热管束３，液体又呈膜 状沿管壁向下流动，最后汽、 液混合物进入分离室４进行 分离。

2.加热蒸汽的消耗量
原料液的 溶液的 比热 沸点温 o 蒸发器 蒸发操作中，加热蒸汽的消耗量可通过热量衡算来 kJ/kg·C oC 度 溶液的 的热损 确定。现对图 5-11 所示的单效蒸发器作热量衡算。 进料量 失kJ/h kg/h Wr Fc t t Q

得
D
第五章
蒸发
5.1概述
定义：工程上把采用加热方法，将含有不挥发性 溶质（通常为固体）的溶液在沸腾状态下，使其浓缩 的单元操作称为蒸发。即溶液浓缩过程。 特点： 被蒸发的溶液是由不挥发的溶质（多为固 体）与可挥发的溶剂组成，所以蒸发操作实际上是不 挥发溶质与挥发性溶剂相分离的过程。 进行蒸发操作的设备称为蒸发器。 化工厂中、制药过程中多以蒸发水溶液为主，故 本章只讨论水溶液的蒸发。 蒸发操作广泛应用于化工、轻工、食品、医药等 工业领域。
（二）按操作压强 1．常压蒸发：蒸发器加热室溶液侧的操作压强 略高于大气压强，此时系统中不凝气体依靠其本身 的压强排出。 2．真空蒸发：溶液侧的操作压强低于大气压强， 要依靠真空泵抽出不凝气体并维持系统的真空度。 其目的是为了降低溶液的沸点和有效利用热源。与 常压蒸发相比，真空蒸发可以使用低压蒸汽或废热 蒸汽作热源；减小系统的热损失，有利于处理热敏 热性物料，在相同热源温度装置下可提高温度差。 但溶液沸点的降低会使其粘度增大，沸腾时传热系 数将降低；且系统需用真空装置，因而会增加一些 额外的能量消耗和设备。