化工单元讲义操作蒸发

45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
《化工单元操作》 蒸发与蒸 发设备
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒

第7章 蒸发
Evaporation
第7章 蒸发
7.1 概 述
7.1.1 蒸发的目的
利用溶剂具有挥发性而溶质不挥发的特性，将含 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称为蒸发。
蒸发操作的目的： 获得浓缩的溶液，直接作为成品或半成品。
脱除溶剂。此过程常伴随有结晶过程
适于处理易结垢，有晶体析出的溶液
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第7章 蒸发
（3）外热式蒸发器 这种蒸发器将加热室与分
离室分开，采用较长的加热管。
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； 结垢程度小。
适于处理易结垢、有晶体析出、处理量大的溶液
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第7章 蒸发
（2）悬筐式蒸发器
加热室像个筐，悬挂在蒸发器壳体的下部，可 由顶部取出。加热蒸汽由壳体上部进入加热室， 在管间放热加热管内溶液使其上升，而沿悬筐 外壁与蒸发器内壁间环隙通道向下循环流动。 优点：
溶液循环速度高，改善了管内结垢情况 传热速率较高
缺点：
设备费高 占地面积大 加热管内溶液滞留量大
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第7章 蒸发
7.2 蒸发设备
蒸发设备
蒸发器 辅助设备
加热室
分离室
除沫器（汽液分离器）
冷凝器
疏水器 真空装置
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。
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蒸发室
加

生产强度 U W A
设Q损=0，料液预热至沸点加入，则t0=t=tb
Q Fc p (t t0 ) Wr
U
W A
Q Ar
1 r
Ktm
7. 蒸发
7.3.2 蒸发设备的生产强度
二、提高生产强度的措施 1、加大传热温差——真空蒸发
T 受锅炉额定压强限制
t T t0
将二次蒸汽引入冷器冷凝
溶液沸点升高与杜林规则；单效蒸发原理及计算； 提高加蒸汽经济程度的措施；蒸发器的结构及选用。 3、本章学习的难 点
单效蒸发计算 。
7. 蒸发
7.1 概述
一、概念
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
t0 真空蒸发 一般须用真空泵不断将不凝
性气体抽除。
优点：(1)t0 U
(2)适用于热敏性物料
(3)可利用中、低温位的水蒸汽作热源
缺点： (1)t0 K (2)设备费 ， 动力费
7. 蒸发
7.3.2 蒸发设备的生产强度
2、提高蒸发器的传热系数K (1)合理设计蒸发器，使U循提高 (2)及时排除加热室中不凝性气体 (3)经常清除垢层等
每1kg加热蒸汽所能蒸发的水量，W/D。
蒸发操作的经济性很大程度上取决于二次蒸汽的利
用。
(1)多效蒸发
2、节能措施
(2)额外蒸汽的引出 (3)二次蒸汽的再压缩 (4)冷凝水热量利用
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7. 蒸发
7.2 蒸发设备
7.2.1 蒸发器 7.2.2 蒸发器的传热系数 7.2.3 蒸发辅助设备

W/D增加加热蒸汽的利用率增大。 作为工程技术人员，必须设法尽量节省加热蒸汽的
消耗量，以提高加热蒸汽的消耗量，以提高加热蒸汽的
利用率，那么采用什么措施才能过到此目的呢？
(1)利用二次蒸汽的潜热(最普通的方法是多效蒸发) (2)利用冷凝水的显热(如预热原料液) 1、多效蒸发
特点：二次蒸发的温位<加热蒸汽的温位，操作压强
浓度增加粘度大大增大，要求特殊结构。
③需大量汽化热（如何节能？应考虑的重要问题。） ④对于水溶液的蒸发，加热蒸汽温位>二次蒸汽的温位
T t0 t
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4.1 概述
传热温差t
主要原因
在指定p下，溶质的存在造成溶液沸点高
经济性及节能措施
①经济性
每1kg加热蒸汽所能蒸发的水量，W/D。
发器作为加热蒸气，则可提高加热蒸气（生蒸气）
的利用率，这种串联蒸发操作称为多效蒸发。
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4.1 概述
②按操作室压力分：常压、加压、减压（真空） 蒸发 常压蒸发：设备简单，操作方便，可采用敞口设 备，二次蒸汽可直接排放在大气中，但会造成大 气污染，适用于临时性或小批量的生产。 加压蒸发：可提高二次蒸汽的温度，有利于二次 蒸汽的利用，但要求加热蒸汽的压力较高。
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4.2.2 单效蒸发设计计算
3、传热面积的计算
A Q Kt m
其中 Q DH hc
（1）传热平均温度差
tm T t1
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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
损失

溶液浓度和沸点随时间改变，为不稳 定操作，适于小规模，多品种的场合。 连续蒸发:稳定操作，适于大规模的生产过程。