蒸发浓缩工艺课件(PPT 33页).ppt

1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
中药蒸发浓缩过程设备及的热能利用
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
ห้องสมุดไป่ตู้

优、缺点： ① 兼有并、逆流的优点； ②操作复杂；
适于： 料液粘度随浓度显著增加的场合。
溶液流向： 3→1→2 或2→3→1 蒸汽流向： 1→2→3
三 多效蒸发器
（二）多效蒸发的经济性及效数限制
1.加热蒸汽的经济性
效数
单效
双效
三效
四效
五效
（D/W）min 的理论值
辅助设备
蒸发器
加热室
分离室
除沫器（汽液分离器）
冷凝器
真空装置
蒸发设备
用来进行蒸发的设备主要是蒸发器和冷凝器
蒸发器的作用是加热溶液使水沸腾汽化，并移去，由加热室和分离室两部分组成。
冷凝器与蒸发器的分离室相通，其作用是将产生的水蒸汽冷凝而除去。
按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，分为两大类：循环型和单程型(不循环)。
适于处理粘度大，易结垢、有晶体析出的 溶液。
（二）单程型(膜式)蒸发器
溶液在蒸发器中的停留时间很短，因而特别适用于热敏性物料的蒸发； 整个溶液的浓度，不象循环型那样总是接近于完成液的浓度，因而这种蒸发器的有效温差较大。
溶液在蒸发器中只通过加热室一次，不作循环流动。溶液通过加热室时，在管壁上呈膜状流动，故习惯上又称为液膜式蒸发器。
蒸发浓缩设备
1.并流流程
又称为顺流加料加料流程，是工业上最常见的加料模式。
（一）多效蒸发流程
蒸汽流动方向： 1→2→3 溶液流动方向： 1→2→3
① 料液可自动流入下一效，无需泵输送； ②溶液会发生闪蒸而产生更多的蒸汽； ③传热推动力依次减小； ④ K依次减小；
并流多效蒸发
三 多效蒸发器
优、缺点： ① 料液需用泵送入下一效； ②传热推动力较为均匀；

气 循环管
加热管内液面高度1/4~1/5管长与直 径的比值100~500管径在25~80mm 不易过大
不适合： 黏度大于0.05Pa.s易结垢、 或有结晶析出的物料
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爬膜的形成过程：
形成爬膜的动力：产生的二次蒸汽的拖动力，需要克服液体的重力，所以 二次蒸汽速度要高。 升膜蒸发器正常操作的关键：形成爬膜。
浆叶直径为罐径的1/3~1/2 ，具有一定的倾角
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总体积3.5，圆筒直径1.27m，长2.8m,开口弦长0.634m
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真空煮晶锅 1.二次蒸汽排出口 2. 汽液分离器 3 清洗孔 4.视镜 5 吸液管 6.人孔 7.压力表孔 8.蒸汽进口管 9.锚式搅拌器 10.排料阀 1l.轴封填料箱 12搅拌轴
溶液中质点在晶核上排 列是按一定的顺序排列的。
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晶体形成的速度：
dd t K' rcK1coH rcF
式中：晶体生长的速度m/（m2.s）
K’——溶液溶质的扩散系数 K1 ——溶液常数 T ——绝对温度K H ——黏度 Pa.s r ——境界膜厚度m co ——过饱和溶液的浓度mol/m3 表面排列速度的当量浓度mol/m3
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生
物
工
• 1.管式薄膜蒸发器
管内溶液被二次蒸汽拉成薄
业 常
膜
用
• 2.刮板式薄膜蒸发器
刮板刮成薄膜
的 薄 膜 蒸
• 3.离心式薄膜蒸发器
利用旋转的加热面
使进入的液体在离心力的作用下甩成薄膜。适合水分高，黏度小的
溶液浓缩。
发
器
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• 管式薄膜蒸发器 • 按液体在管内的流动状态可分为
1.升膜式管式薄膜蒸发器 液膜和二次蒸汽自下向上并流上升 2.降膜式薄膜蒸发器 上向下并流下降 3.升降膜式薄膜蒸发器 加热管先升膜操作，再降膜操作

蒸馏蒸发浓缩与干燥
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
Hale Waihona Puke 谢谢！51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特

因溶质蒸发过程不挥发，且蒸发过程是个定态过程， 单位时间进入和离开蒸发器的量相等，即
4.2.1 单效蒸发设计计算
F0x (FW )x1L1x
水分蒸发量：
W F(1 x0 ) x1
完成液的浓度：
x1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

Fx0 F W
原料F, x0, t0, cp0 , h0
加热蒸汽 D, Ts,, H
二次蒸汽 W, T/,H/
利用率，也称蒸汽的经济性。
一般 r＝rD1 W
∴单效蒸发的能耗很大， 是很不经济的。
4.2.2 单效蒸发设计计算
3、传热面积的计算
A Q K tm
其中 QD Hhc
（1）传热平均温度差
tmTt1
4.2.2 单效蒸发设计计算
当加热蒸汽压强一定时，T=const，而t1=?
t1 Tc 温差
4.1 概述
蒸发操作的工程目的 ① 获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品。 ②蒸发—结晶联合操作以获得固体溶液 ③脱除杂质，制取纯净的溶剂。 （2）蒸发操作的特点
目的：物质的分离 实质：热量传递。 特点：含有不挥发溶液的沸腾传热。
4.1 概述
①浓溶液在沸腾汽化过程中常在加热表面上析出溶质而 形成垢层，使K下降。(要求：蒸发器的结构应防止或减 少结垢，且加热面易清洗。) ②溶液的物性对蒸发器的设计提出特殊要求。比如：
真空蒸发的特点及其应用；多效蒸发的流程及其计 算要点；蒸发操作效数限制及蒸发过程的节能措施； 蒸发过程的强化。 3、了解的内容
蒸发操作的特点及其在工业生产中的应用；各种蒸 发器的结构特点、性能及应用范围；蒸发器的选型原则。
4.1 概述
（1）蒸发操作及其在工业中的 应用 蒸发——含有不挥发性溶液在 沸腾条件下受热，使部分溶剂汽 化为蒸汽的操作。 蒸发操作的基本概念： 加热蒸汽(生蒸汽)、二次蒸汽、 单效蒸发 、多效蒸发 、常压蒸 发、加压蒸发、减压蒸发

蒸发结晶设备、真空结晶设备
冷却结晶设备：用降温方法使溶液进入过饱和 蒸发结晶设备：蒸发溶剂使溶液进入过饱和
真空结晶设备：没有加热或冷却装置，料液在真空 状态下自蒸发浓缩并同时降低温度
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5.选型 ❖ 溶液的性质（溶解度与温度关系） ❖ 结晶体的大小、形状及晶体长大速率 ❖ 经济性
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二、常用结晶设备 1.要求 ❖ 传热：无传热面、传热面要光滑 ❖ 混合：气流搅拌、机械搅拌（低转速， 大尺寸，靠近传热面） ❖ 内壁：光滑、无棱角
T—离开结晶器的溶剂蒸汽温度，K
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• 冷却剂带走的热量：Q7 G0C0t
• 散失的热量：
Q8 KAT
式中: G0—冷却剂用量，Kg C0—冷却剂的平均比热，kJ/（kg·K） △t—冷却剂进出口的温度差，k
K—散热系数，kJ/（m2·h·K）
A—结晶器的表面积，m2
△T—结晶器外壁与周围空气的温度差，K
3.方式： ❖ 自然蒸发：溶液中的溶剂在低于其沸点下汽化，
蒸发仅在溶液表面进行，蒸发速率低
❖ 沸腾蒸发：溶液在沸点下蒸发，溶液任何部分
都发生汽化，蒸发速率高 ❖ 工业生产上的蒸发设备都是在沸腾状态下进行
1
4.要求：
❖ 充分的热源，维持溶液的沸腾和补充溶剂汽化所 需要的热量
❖ 迅速排除二次蒸汽 ❖ 一定的传热面积，保证足够的传热量
x
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❖ 选定设备的形式，如采用球形底的煮晶锅， 则：
V G x 2 G x V 1 V 21 1 2D 3 D 2H
一般H/D=2～3，取2.5时：D 3 24G 8.5 x
验算蒸发时器内二次蒸汽流速（1～3m/s），过 大会造成雾沫夹带，需要修正
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