1、化工單元操作蒸發PPT課件第五章第五章 蒸蒸 發發化工單元操作蒸發PPT課件 第一節 概述一、蒸發過程及其特點1、定義：將含有非揮發性物質的稀溶液加熱沸騰使部分溶劑氣化并使溶液得到濃縮的過程。2、目的：（1）濃縮溶液；（2）制取或回收純溶劑；化工單元操作蒸發PPT課件3、特點（1）蒸發是傳熱過程；（2）溶劑揮發而溶質不揮發；（3）溶劑的氣化會消耗大量的熱量；（4）蒸發的溶液種類不同時，所需設備和操作方 式有區別；二、蒸發過程的分類1、按加熱方式：直接加熱和間接加熱；化工單元操作蒸發PPT課件2、按操作壓強：常壓蒸發、加壓蒸發和減壓蒸發3、按蒸發的效數：單效蒸發和多效蒸發；單效蒸發：二次蒸汽沒有

2、被利用的蒸發；多效蒸發：有多個蒸發器，二次蒸汽作為下一臺蒸 發器的加熱蒸汽被再次利用；效數：蒸發器串聯的個數。4、按操作方式：間歇蒸發和連續蒸發。化工單元操作蒸發PPT課件化工單元操作蒸發PPT課件第二節 單效蒸發過程一、單效蒸發流程化工單元操作蒸發PPT課件2、單效蒸發過程的計算（1）水分蒸發量的計算對溶質進行物料衡算，得：則完成液的濃度為：10wWFFw蒸發室加熱室W,hF,w0D,h0F-W,w1,h1D,hc101wwFWWFFww01化工單元操作蒸發PPT課件例題：見P188。（2）加熱蒸汽消耗量的計算 對系統進行熱量衡算， 得：加熱蒸汽用量為：lcSQhWFWhDhFhDh10蒸發

3、室加熱室W,T,hF,w0,t0,h0D,T,hsD,T,hcF-WQLw1,t1,h1csLhhQFhhWFWhD01化工單元操作蒸發PPT課件注：溶液的焓由實驗測定，值隨濃度和溫度而變化。當溶液的濃縮熱不大時，可用平均比熱容近似計算：000tch 111tch 0001wcwccBw1111wcwccBW000wwccccWWBWFFwcWFFwccBW0011WWcFccWF01化工單元操作蒸發PPT課件又因為：所以：rhhcs1rhhrQWrttFchhQttFctchWhhQtFctWcFcWhhhQtFctcWFWhDlcslWcslwcsl010010100100011化工單元操

4、作蒸發PPT課件意義：加熱蒸汽放出的熱量用于：（1）預熱原料液；（2）氣化水份；（3）補償蒸發器的熱損失；令 單位蒸汽消耗量，kg蒸汽/kg水；是蒸發器的一項重要的技術經濟指標。WDe 化工單元操作蒸發PPT課件當溶液在沸點下進入蒸發器時，且忽略熱損失的情況下，注：由于溶液的熱效應和熱損失的存在，使得e大 于1.1。 例題：P190。0lQ10tt 1rrWDe化工單元操作蒸發PPT課件(3)加熱室傳熱面積的計算 有效溫度差DrQ mtKQAiiiiddddRRK0000111化工單元操作蒸發PPT課件（4）蒸發器的有效溫度差A、蒸發裝置的最大可能溫度差B、溫差損失（沸點升高） 杜林規則:cs

5、tttmaxcBtt mKttwBBsmttt化工單元操作蒸發PPT課件 的計算 考慮1-1.5。 例題：P193。2glppmKttttwwBBppmtt 化工單元操作蒸發PPT課件三、蒸發器的生產能力和生產強度1、生產能力：單位時間內蒸發的溶劑（水）量， kg/s 。2、生產強度：單位傳熱面積上單位時間內蒸發的溶劑 （水）量，kg/m2.s。 AWU 化工單元操作蒸發PPT課件 第三節 多效蒸發過程目的：再次利用二次蒸汽，節約能量，提高蒸發器 的經濟性。一、多效蒸發的操作流程 1、并流法 2、逆流法 3、平流法化工單元操作蒸發PPT課件化工單元操作蒸發PPT課件特點：1、溶液在效間的輸送不

6、需要泵；2、有自蒸發現象；3、完成液在末效排出，熱量消耗低；4、各效由于溫度漸升而導致傳熱系數下 降，生產能力降低或傳熱面積增加。化工單元操作蒸發PPT課件化工單元操作蒸發PPT課件特點：1、溶液在效間的輸送需要泵；2、無自蒸發現象，產生的二次蒸汽量少；3、完成液在第一效排出，溫度較高，損失的熱量 多，且不利于熱敏性材料的蒸發；4、傳熱系數均勻，保持在較高的水平。化工單元操作蒸發PPT課件化工單元操作蒸發PPT課件特點： 溶液不在效間流動，有利于有結晶析出的情況或得到不同濃度的料液。4、錯流加料流程 部分產流部分逆流。化工單元操作蒸發PPT課件二、多效蒸發的最佳效數蒸發過程的單位蒸汽消耗量蒸發

7、過程的單位蒸汽消耗量最佳效數:根據設備費和操作費之和為最小來確定。三、多效蒸發的計算（略）效數n單效雙效三效四效五效理想值10.50.330.250.2實際平均值1.10.570.40.30.27化工單元操作蒸發PPT課件第四節 蒸發裝置及其選型一、蒸發器 循環型蒸發器 非循環型（單程型）1、循環型（1）中央循環管式蒸發器優點：結構簡單，操作可靠，投資少；缺點：循環速度低，傳熱系數低，清洗難度大。化工單元操作蒸發PPT課件化工單元操作蒸發PPT課件（2）懸筐式蒸發器優點：循環速度加快，清洗、檢修方便，傳熱系數高，熱損失小；缺點：結構復雜，設備費用高。化工單元操作蒸發PPT課件（3）外熱式化工單

8、元操作蒸發PPT課件特點：優點：便于清洗和更換，降低蒸發器的總高 度，循環速度快，傳熱系數大；缺點：單位面積金屬耗量大，熱損失大；化工單元操作蒸發PPT課件（4）列文式優點：循環速度加快，加熱管內不易結垢，增加了傳熱推動力；缺點：設備龐大，溫差損失大；適用范圍：適于處理易結晶、結垢及粘度大的溶液。化工單元操作蒸發PPT課件（5）強制循環型化工單元操作蒸發PPT課件特點：循環速度大且可以調節，但動力消耗大；適用范圍：適于處理高黏度、易結垢或有結晶析出 的溶液。2、非循環型蒸發器共同點：傳熱效果好，加熱時間短，適于熱敏性材 料的蒸發。（1）升膜式 傳熱及蒸發速度快，適用于處理大量稀溶液或易起泡的蒸發。化工單元操作蒸發PPT課件化工單元操作蒸發PPT課件（2）降膜式特點：有利于液膜的維持和高粘度液體的蒸發。化工單元操作蒸發PPT課件（3）刮板式蒸發器二、蒸發器的選用膜式：適用于熱敏性材料；刮板型：適用于高粘度溶液；循環型：常用液體的蒸發； 具體性能比較：見P20