最新7化工原理蒸发解析教学讲义PPT课件.ppt

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1、7化工原理蒸发解析单效蒸发多效蒸发蒸发：将稀溶液在沸腾状态下进行浓缩的单元操作。概述(Introduction)蒸发分类:常压蒸发加压蒸发减压蒸发蒸发的目的：溶液中溶剂的汽化，获得溶剂产品或不挥发溶质产品。蒸发的必要条件：不断供给热能，不断排除蒸汽，溶剂易挥发。2真空蒸发：减压（真空）下蒸发。目的：降低溶液沸点。优点：真空下溶液的沸点低，加热蒸汽与沸腾液体间温差大，减小蒸发器的传热面积；利用低压蒸汽或废气作热源；适于热敏性物料；沸点低，蒸发器热损失小。缺点：耗能大；低压沸点低，粘度大，给热系数减小。单效蒸发：1kg水/1k

2、g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。意义:提高蒸汽的利用率（或经济程度）。蒸发同样数量的水W，多效时蒸汽量D远小于单效时。真空蒸发1233加热蒸汽消耗量D若加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出忽略溶液浓缩热，溶液焓可用比热计算，取0℃为基准物料衡算和热量衡算Fx0t0h0c0D,Ts,HsL,x,t,c,hD,Ts,hsW,T,H加热室蒸发室7加热蒸汽消耗量D物料衡算和热量衡算若为沸点进料(t=t0)，忽略热损失：Fx0t0h0c0D

3、,Ts,HsL,x,t,c,hD,Ts,hsW,T,H加热室蒸发室D/W—单位蒸汽消耗量，表示蒸汽利用的经济程度。8若Ql=0，c≈c0时t0=t沸点进料，蒸发1kg水约需1kg加热蒸汽。t0＜t需要预热物料，D/W>1。t0＞t不需要外来热量，产生自蒸发过程，自蒸发量较小。物料衡算和热量衡算讨论9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10蒸发器的传热面积A蒸发器的型式总传热

4、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）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11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12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，

5、沸点升高，存在温度差损失，’’’。蒸发器总温差损失13T'——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。14杜林规则(Duhring’srule)法(直线规则法)杜林规则：说明溶液的沸点和相同压强下标准溶液沸点之间呈线性关系。由于纯水在各种压强下的沸点容易获得，故一般选用纯水为标准溶液，只要知道溶液和水在两个不同压强下

6、的沸点，在直角坐标图中以溶液沸点为纵标，以纯水沸点为横标，以溶液浓度为参数，即可得到一条直线。因此，对一定浓度的溶液，只要知道它在两个不同压强下的沸点，再查出相同压强下对应水的沸点，即可绘出该浓度溶液的杜林直线，由此直线即可求得该溶液在其它压强下的沸点。溶液沸点，℃tA′tA纯水沸点，℃tW′tWC%15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

7、体流速、物性及管道尺寸等有关，一般取为0.5~1.5℃；16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17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

8、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18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，各效进料温度都比沸点低，无自