1、1 概概 述述2 蒸發設備蒸發設備3 多效蒸發器多效蒸發器4 節能措施節能措施 一一 概概 述述 將含有不揮發溶質的溶液沸騰汽化并移出蒸將含有不揮發溶質的溶液沸騰汽化并移出蒸汽，從而使溶液中溶質濃度提高的單元操作稱為汽，從而使溶液中溶質濃度提高的單元操作稱為蒸發蒸發。 定義：定義：蒸發操作的目的：蒸發操作的目的：獲得濃縮的溶液，直接作為成品或半成品。獲得濃縮的溶液，直接作為成品或半成品。脫除溶劑。此過程常伴隨有結晶過程脫除溶劑。此過程常伴隨有結晶過程去除雜質。去除雜質。（一）基本概念（一）基本概念 利用溶劑具有揮發性而溶質不揮發的特利用溶劑具有揮發性而溶質不揮發的特性使兩者實現分離。性使兩者實

2、現分離。（二）蒸發流程（二）蒸發流程稀溶液（料液）經過預熱加稀溶液（料液）經過預熱加入蒸發器。蒸發器的下部是由許入蒸發器。蒸發器的下部是由許多加熱管組成的加熱室，在管外多加熱管組成的加熱室，在管外用加熱蒸汽加熱管內的溶液，并用加熱蒸汽加熱管內的溶液，并使之沸騰汽化，經溶縮后的完成使之沸騰汽化，經溶縮后的完成液從蒸發器底部排出。蒸發器的液從蒸發器底部排出。蒸發器的上部為蒸發室，汽化所產生的蒸上部為蒸發室，汽化所產生的蒸汽在蒸發室及其頂部的除沫器中汽在蒸發室及其頂部的除沫器中將其中夾帶的液沫易于分離，然將其中夾帶的液沫易于分離，然后送往冷凝器被冷凝而除去。后送往冷凝器被冷凝而除去。一一 概概 述述

3、加熱溶液使溶劑汽化加熱溶液使溶劑汽化蒸發器蒸發器不斷除去氣化的蒸發溶劑不斷除去氣化的蒸發溶劑冷凝器冷凝器通常采用冷凝的方式將二次蒸汽排除。通常采用冷凝的方式將二次蒸汽排除。 水蒸氣水蒸氣熱源熱源水蒸氣水蒸氣蒸發時蒸發時蒸汽蒸汽加熱蒸汽加熱蒸汽二次蒸汽二次蒸汽蒸發流程的兩個必要的組成部分：蒸發流程的兩個必要的組成部分：二次蒸汽二次蒸汽溶劑溶劑S溶質溶質A（不揮發）（不揮發）溶劑溶劑S加熱加熱一一 概概 述述（三）蒸發操作的特點（三）蒸發操作的特點溶液的沸點升高：由于不揮發溶質的存在，溶液的蒸氣壓低于同溫度溶液的沸點升高：由于不揮發溶質的存在，溶液的蒸氣壓低于同溫度下純溶劑的蒸氣壓。因此，在相同壓

4、力下，溶液的沸點高于純溶劑的沸下純溶劑的蒸氣壓。因此，在相同壓力下，溶液的沸點高于純溶劑的沸點，這種現象稱為溶液的沸點升高。溶液的沸點升高導致蒸發的點，這種現象稱為溶液的沸點升高。溶液的沸點升高導致蒸發的傳熱溫傳熱溫度差的降低度差的降低。能耗較大：蒸發操作所汽化的溶劑量較大，需要消耗大量的加熱蒸能耗較大：蒸發操作所汽化的溶劑量較大，需要消耗大量的加熱蒸氣。因此需要考慮熱量的利用的問題。氣。因此需要考慮熱量的利用的問題。溶液特性：有些物料濃縮時易于結晶，結垢；有些熱敏性物料由于溶液特性：有些物料濃縮時易于結晶，結垢；有些熱敏性物料由于沸點升高更易于變性；有些則具有較大的粘度或較強的腐蝕性，等等。

5、沸點升高更易于變性；有些則具有較大的粘度或較強的腐蝕性，等等。需要根據物料的特性和工藝要求，選擇適宜的蒸發流程和設備。需要根據物料的特性和工藝要求，選擇適宜的蒸發流程和設備。一一 概概 述述（四）蒸發操作的分類（四）蒸發操作的分類多效蒸發多效蒸發：若將二次蒸氣通到另一壓力較低的蒸發器作為加熱蒸氣，若將二次蒸氣通到另一壓力較低的蒸發器作為加熱蒸氣，則 可 提 高 加 熱 蒸 氣 （ 生 蒸 氣 ） 的 利 用 率 ， 這 種 串 聯 蒸 發則 可 提 高 加 熱 蒸 氣 （ 生 蒸 氣 ） 的 利 用 率 ， 這 種 串 聯 蒸 發操作稱為多效蒸發。操作稱為多效蒸發。1.按二次蒸氣的利用情況分：

6、按二次蒸氣的利用情況分：單效蒸發和多效蒸發單效蒸發和多效蒸發單效蒸發單效蒸發：將二次蒸氣不在利用而直接送到冷凝器冷凝以除去的蒸將二次蒸氣不在利用而直接送到冷凝器冷凝以除去的蒸發操作。發操作。一一 概概 述述2.按操作室壓力分：按操作室壓力分：常壓、加壓、減壓（真空）蒸發常壓、加壓、減壓（真空）蒸發常壓蒸發常壓蒸發：設備簡單，操作方便，可采用敞口設備，二次蒸汽設備簡單，操作方便，可采用敞口設備，二次蒸汽 可直接排放在大氣中，但會造成大氣污染，適用于臨時性或小可直接排放在大氣中，但會造成大氣污染，適用于臨時性或小批量的生產。批量的生產。加壓蒸發加壓蒸發：可提高二次蒸汽的溫度，有利于二次蒸汽的利用，

7、可提高二次蒸汽的溫度，有利于二次蒸汽的利用，但要求加熱蒸汽的壓力較高。但要求加熱蒸汽的壓力較高。 優點：優點： (1) 傳熱溫度差傳熱溫度差tm ； (2) 可利用低壓蒸汽或廢汽作為加熱蒸汽可利用低壓蒸汽或廢汽作為加熱蒸汽 ； (3)可防止熱敏性物料變質或分解可防止熱敏性物料變質或分解 ； (4)沸點溫度低，減少熱損失。沸點溫度低，減少熱損失。缺點：缺點：真空裝置，需消耗動力和增加設備真空裝置，需消耗動力和增加設備適用于處理熱敏性物料。適用于處理熱敏性物料。減壓蒸發減壓蒸發： 沸點低沸點低一一 概概 述述3.按操作過程是否連續分按操作過程是否連續分:間歇蒸發，連續蒸發間歇蒸發，連續蒸發 間歇蒸

8、發間歇蒸發 :一次加料一次加料最終最終X1出料或連續加料出料或連續加料 維持液面，維持液面，X1一次出一次出料。料。 溶液濃度和沸點隨時間改變，為不穩定操作，適于小規模，多溶液濃度和沸點隨時間改變，為不穩定操作，適于小規模，多品種的場合。品種的場合。連續蒸發連續蒸發:穩定操作，適于大規模的生產過程。穩定操作，適于大規模的生產過程。一一 概概 述述二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備輔助設備輔助設備蒸發器蒸發器加熱室加熱室 分離室分離室 除沫器（汽液分離器）除沫器（汽液分離器） 冷凝器冷凝器 真空裝置真空裝置 蒸發設備蒸發設備用來進行蒸發的設備主要是用來進行蒸發的設備主要是蒸發器蒸發器和和冷凝器冷凝器蒸

9、發器的作用是加熱溶液使水沸騰汽化，并移去，蒸發器的作用是加熱溶液使水沸騰汽化，并移去，由加熱室和分離室兩部分組成。由加熱室和分離室兩部分組成。冷凝器與蒸發器的分離室相通，其作用是將產生的水蒸汽冷凝而除去。冷凝器與蒸發器的分離室相通，其作用是將產生的水蒸汽冷凝而除去。按加熱室的結構和操作時溶液的流動情況，分為兩大類：按加熱室的結構和操作時溶液的流動情況，分為兩大類：循循環型環型和和單程型單程型(不循環不循環)。（一）蒸發器的型式與結構（一）蒸發器的型式與結構特點：溶液在蒸發器中循環流動，溶液在蒸發器內停留時間長，溶特點：溶液在蒸發器中循環流動，溶液在蒸發器內停留時間長，溶液濃度接近于完成液濃度。

10、液濃度接近于完成液濃度。（一）循環型蒸發器（一）循環型蒸發器由于引起循環運動的原因不同，分為由于引起循環運動的原因不同，分為自然循環型自然循環型和和強制循環型強制循環型兩類。兩類。自然循環型自然循環型：強制循環型強制循環型：依靠外力迫使溶液沿一個方向作循環運動依靠外力迫使溶液沿一個方向作循環運動 。由于溶液受熱程度不同產生密度差引起。由于溶液受熱程度不同產生密度差引起。二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備.中央循環管式中央循環管式(標準式標準式)蒸發器蒸發器加熱蒸汽：加熱蒸汽：加熱室管束環隙內加熱室管束環隙內溶液：溶液：加熱室管束及中央循環管加熱室管束及中央循環管內，受熱時，由于中央循環管單內，受熱時

11、，由于中央循環管單位體積溶液受熱面小，使得溶液位體積溶液受熱面小，使得溶液形成由中央循環管下降，而由其形成由中央循環管下降，而由其余加熱管上升的循環流動。余加熱管上升的循環流動。中央循環管中央循環管料液料液加熱蒸汽加熱蒸汽優點：優點：溶液循環好；傳熱效率高；結構緊湊、制造方便、操作可靠溶液循環好；傳熱效率高；結構緊湊、制造方便、操作可靠缺點：缺點：循環速度低；溶液粘度大、沸點高；不易清洗循環速度低；溶液粘度大、沸點高；不易清洗適于處理結垢不嚴重、腐蝕性小的溶液適于處理結垢不嚴重、腐蝕性小的溶液二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備2.懸筐式蒸發器懸筐式蒸發器 加熱室像個筐，懸掛在蒸發器殼體的下加熱室像個

12、筐，懸掛在蒸發器殼體的下部，可由頂部取出。加熱蒸汽由殼體上部，可由頂部取出。加熱蒸汽由殼體上部進入加熱室，在管間放熱加熱管內溶部進入加熱室，在管間放熱加熱管內溶液使其上升，而沿懸筐外壁與蒸發器內液使其上升，而沿懸筐外壁與蒸發器內壁間環隙通道向下循環流動。壁間環隙通道向下循環流動。優點：優點：溶液循環速度高，改善了管內結溶液循環速度高，改善了管內結構情況構情況傳熱速率較高傳熱速率較高缺點：缺點：設備費高設備費高占地面積大占地面積大加熱管內溶液滯留量大加熱管內溶液滯留量大適于適于處理易結垢，有晶體析出的溶液處理易結垢，有晶體析出的溶液二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備3 .外熱式蒸發器外熱式蒸發器 優點

13、：優點： 降低了整個蒸發器的高度，便于降低了整個蒸發器的高度，便于清洗和更換；清洗和更換； 循環速度較高，使得對流傳熱系循環速度較高，使得對流傳熱系數提高；數提高； 結垢程度小。結垢程度小。 這種蒸發器將加熱室與分離室分這種蒸發器將加熱室與分離室分開，采用較長的加熱管。開，采用較長的加熱管。適于處理易結垢、有晶體析出、處理量大的溶液適于處理易結垢、有晶體析出、處理量大的溶液 二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備 4.列文蒸發器列文蒸發器 特點特點是在加熱室上部設置沸騰室，加熱是在加熱室上部設置沸騰室，加熱室中的溶液因受到附加液柱的作用，必室中的溶液因受到附加液柱的作用，必須上升到沸騰室才開始沸騰，這樣

14、避免須上升到沸騰室才開始沸騰，這樣避免了溶液在加熱管中結垢或析出晶體。了溶液在加熱管中結垢或析出晶體。優點：優點：流動阻力小流動阻力小循環速度高循環速度高傳熱效果好傳熱效果好加熱管內不易堵塞加熱管內不易堵塞缺點：缺點：設備費高設備費高廠房高，耗用金屬多廠房高，耗用金屬多適于適于處理有晶體析出或易結垢的溶液處理有晶體析出或易結垢的溶液 二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備5.強制循環型蒸發器強制循環型蒸發器 在加熱室設置循環泵，使溶液沿加熱室方在加熱室設置循環泵，使溶液沿加熱室方向以較高的速度循環流動。向以較高的速度循環流動。優點：優點：循環速度高循環速度高晶體不易粘結在加熱管壁晶體不易粘結在加熱管壁對

15、流傳熱系數高對流傳熱系數高缺點：缺點：動力消耗大動力消耗大對泵的密封要求高對泵的密封要求高加熱面積小加熱面積小適于適于處理粘度大，易結垢、有晶體析出的處理粘度大，易結垢、有晶體析出的溶液。溶液。二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備（二）單程型（二）單程型(膜式膜式)蒸發器蒸發器溶液在蒸發器中的停留時間很短，因而特別適用于熱敏性物料溶液在蒸發器中的停留時間很短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發；的蒸發；整個溶液的濃度，不象循環型那樣總是接近于完成液的濃度，整個溶液的濃度，不象循環型那樣總是接近于完成液的濃度，因而這種蒸發器的有效溫差較大。因而這種蒸發器的有效溫差較大。溶液在蒸發器中只通過加熱室一次，不作循

16、環流動。溶液通溶液在蒸發器中只通過加熱室一次，不作循環流動。溶液通過加熱室時，在管壁上呈膜狀流動，故習慣上又稱為液膜式蒸過加熱室時，在管壁上呈膜狀流動，故習慣上又稱為液膜式蒸發器。發器。用于熱敏性、高粘性、易結垢產品的濃縮、蒸餾或提純。用于熱敏性、高粘性、易結垢產品的濃縮、蒸餾或提純。優點：優點：二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備 適于處理蒸發量較大的稀溶液，熱適于處理蒸發量較大的稀溶液，熱敏性和易生泡沫的溶液；敏性和易生泡沫的溶液；不適于濃度高、粘度大、有晶體析不適于濃度高、粘度大、有晶體析出溶液的蒸發。出溶液的蒸發。 1. 升膜蒸發器升膜蒸發器原理：原理：溶液預熱到接近沸點時由蒸發器溶液預熱到接

17、近沸點時由蒸發器底部送入，進入加熱管時立即受熱沸騰底部送入，進入加熱管時立即受熱沸騰汽化，溶液在高速上升的二次蒸汽帶動汽化，溶液在高速上升的二次蒸汽帶動下，沿管壁邊呈膜狀向上流動邊蒸發。下，沿管壁邊呈膜狀向上流動邊蒸發。到達分離室后，完成液與二次蒸汽分離到達分離室后，完成液與二次蒸汽分離后由分離室底部排出。后由分離室底部排出。二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備2 . 2 . 降膜蒸發器降膜蒸發器溶液預熱后由加熱室頂部溶液預熱后由加熱室頂部加入，經管端的液體分布器均加入，經管端的液體分布器均勻分配在各加熱管內，在重力勻分配在各加熱管內，在重力作用下沿管內壁呈膜狀向下流作用下沿管內壁呈膜狀向下流動，并進

18、行蒸發。汽液混合物動，并進行蒸發。汽液混合物從管下端流出，在分離器內進從管下端流出，在分離器內進行汽液分離后完成液由分離室行汽液分離后完成液由分離室底部排出。底部排出。z適于適于處理：濃度高、粘度較大處理：濃度高、粘度較大（0.050.45 Pas）的溶液。的溶液。z不適于不適于處理：易結晶、結垢的溶液。處理：易結晶、結垢的溶液。二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備 這類蒸發器操作的這類蒸發器操作的關鍵關鍵是設置良好的液體分布器，以保證溶液均是設置良好的液體分布器，以保證溶液均勻成膜和防止二次蒸汽從加熱管頂部穿出。勻成膜和防止二次蒸汽從加熱管頂部穿出。二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備3 . 升降膜式蒸發器

19、升降膜式蒸發器蒸發器由升膜管束和降膜管束蒸發器由升膜管束和降膜管束組合而成，蒸發器的底部封頭組合而成，蒸發器的底部封頭內有一隔板，將加熱管束分成內有一隔板，將加熱管束分成兩部分。溶液由升膜管束底部兩部分。溶液由升膜管束底部進入，流向頂部，然后從降膜進入，流向頂部，然后從降膜管束流下，進入分離室，得到管束流下，進入分離室，得到完成液。完成液。適于適于處理濃縮過程中粘度變化處理濃縮過程中粘度變化大的溶液、廠房有限制的場合大的溶液、廠房有限制的場合預熱室預熱室升膜加升膜加熱室熱室降膜加降膜加熱室熱室二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備4.刮板薄膜式蒸發器刮板薄膜式蒸發器 溶液由蒸發器上部沿切線方向加入，在重

20、力溶液由蒸發器上部沿切線方向加入，在重力和旋轉刮板帶動下，在加熱管內壁上形成旋轉和旋轉刮板帶動下，在加熱管內壁上形成旋轉下降的液膜，在下降過程中通過接收加熱管外下降的液膜，在下降過程中通過接收加熱管外加熱蒸汽夾套中蒸汽冷凝熱量而被不斷蒸發，加熱蒸汽夾套中蒸汽冷凝熱量而被不斷蒸發，底部得到完成液，二次蒸汽上升至頂部經分離底部得到完成液，二次蒸汽上升至頂部經分離器后進入冷凝器。器后進入冷凝器。z缺點：缺點：結構復雜，動力消耗大，傳熱面積小，結構復雜，動力消耗大，傳熱面積小，處理能力低。處理能力低。 z適于適于處理易結晶、易結垢、高粘度的溶液處理易結晶、易結垢、高粘度的溶液z它是在加熱管內部安裝一可

21、旋轉的攪拌刮板它是在加熱管內部安裝一可旋轉的攪拌刮板，刮板端部與加熱管內壁間隙固定在，刮板端部與加熱管內壁間隙固定在0.750.751.5mm1.5mm之間，依靠刮板的作用使溶液成膜狀分之間，依靠刮板的作用使溶液成膜狀分布在加熱管內壁面上。布在加熱管內壁面上。二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備1 . 直接加熱蒸發器（浸沒燃燒式）直接加熱蒸發器（浸沒燃燒式）優點：優點：結構簡單，不需要固定的傳熱結構簡單，不需要固定的傳熱面，熱利用率高面，熱利用率高適于適于處理易結垢、易結晶或有腐蝕性處理易結垢、易結晶或有腐蝕性的溶液。的溶液。不適于不適于處理不能被燃燒氣污染及熱敏處理不能被燃燒氣污染及熱敏性的溶液。性

22、的溶液。（三）其它蒸發器（三）其它蒸發器 將一定比例的燃燒氣與空氣直接噴入將一定比例的燃燒氣與空氣直接噴入溶液中，燃燒氣的溫度可高達溶液中，燃燒氣的溫度可高達12001800，由于氣、液間的溫度差大，且氣，由于氣、液間的溫度差大，且氣體對溶液產生強烈的鼓泡作用，使水分迅體對溶液產生強烈的鼓泡作用，使水分迅速蒸發，蒸出的二次蒸汽與煙道氣一同由速蒸發，蒸出的二次蒸汽與煙道氣一同由頂部排出。頂部排出。二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備2.螺旋管蒸發器螺旋管蒸發器 在螺旋加熱管中，要被蒸發的液體從頂部在螺旋加熱管中，要被蒸發的液體從頂部流向底部，同時，沸騰膜與蒸汽并流流動，由流向底部，同時，沸騰膜與蒸汽并流

23、流動，由于加熱管當然螺旋形狀，在中等高度的設備中于加熱管當然螺旋形狀，在中等高度的設備中可以容納很長的管子，經過很長的管道流動中可以容納很長的管子，經過很長的管道流動中產生的蒸汽對液膜施加一個很高的剪切力。為產生的蒸汽對液膜施加一個很高的剪切力。為此，彎曲的螺旋管將引起二次流，二次流被施此，彎曲的螺旋管將引起二次流，二次流被施加在沿管軸的流動上，這此作用可促進湍流并加在沿管軸的流動上，這此作用可促進湍流并強化高粘情況下的熱傳遞。強化高粘情況下的熱傳遞。適用適用于達到高濃度和高粘度。為獲得高的蒸發于達到高濃度和高粘度。為獲得高的蒸發比，這類蒸發器在高溫度差下和單程操作。比，這類蒸發器在高溫度差下

24、和單程操作。 二蒸發二蒸發濃縮濃縮設備設備1.并流流程并流流程又稱為順流加料加料流程，是工又稱為順流加料加料流程，是工業上最常見的加料模式。業上最常見的加料模式。（一）多效蒸發流程（一）多效蒸發流程蒸汽流動方向：蒸汽流動方向： 123溶液流動方向：溶液流動方向： 123 料液可自動流入下一效，無需泵料液可自動流入下一效，無需泵輸送；輸送； 溶液會發生閃蒸而產生更多的蒸溶液會發生閃蒸而產生更多的蒸汽；汽；傳熱推動力依次減小傳熱推動力依次減小； K依次減小；依次減小；并流多效蒸發并流多效蒸發三三多效蒸發器多效蒸發器優、缺點：優、缺點： 料液需用泵送入下一效；料液需用泵送入下一效； 傳熱推動力較為均

25、勻傳熱推動力較為均勻；2.逆流流程：逆流流程：蒸汽流動方向：蒸汽流動方向： 321溶液流動方向：溶液流動方向： 123逆流多效蒸發逆流多效蒸發三三多效蒸發器多效蒸發器 料 液 冷 卻 水 加 熱 蒸 汽 冷 凝 水 水完 成 液 平 流 多 效 蒸 發 器P1T 1232T3T 各效獨立進料，傳各效獨立進料，傳熱狀況均較好；熱狀況均較好；物料停留時間較短物料停留時間較短3.平流流程：平流流程：平流流程優、缺點：平流流程優、缺點：適于：適于：粘度隨溫度和濃度變化粘度隨溫度和濃度變化較大的溶液蒸發較大的溶液蒸發 三三多效蒸發器多效蒸發器4.錯流流程：錯流流程： 料液 冷卻水 加熱 蒸汽 冷凝水 水

26、 完成液 錯流多效蒸發器（231） P1T二次蒸汽二次蒸汽 1232T3T本流程的特點是在各效間兼用并流和逆流加料法。本流程的特點是在各效間兼用并流和逆流加料法。優、缺點：優、缺點： 兼有并、逆流的優點；兼有并、逆流的優點； 操作復雜操作復雜；適于：適于：料液粘度隨濃度顯著增料液粘度隨濃度顯著增加的場合。加的場合。溶液流向：溶液流向： 3 31 12 2 或或2 23 31 1蒸汽流向：蒸汽流向： 123123三三多效蒸發器多效蒸發器（二）多效蒸發的經濟性及效數限制（二）多效蒸發的經濟性及效數限制1.加熱蒸汽的經濟性加熱蒸汽的經濟性效數效數單效單效雙效雙效三效三效四效四效五效五效（D/W）min 的的理論值理論值1 10.50.50.330.330.250.250.20.2（D/W）min的的實測值實測值1.11.10.570.570.40.40.30.30.270.27多效蒸發單位生蒸汽消耗量多效蒸發單位生蒸汽消耗量D/W比單效蒸發小，比單效蒸發小，操作費比單效蒸發小；操作費比單效蒸發小； 說明蒸發同樣數量的水分，采用多效蒸發時為小，可節省生說明蒸發同樣數量的水分，采用多效蒸發時為小，可節省生蒸汽用量，提高生蒸汽的利用率蒸汽用量，提高生蒸汽的利用率 。 三