《化工原理》第六章 蒸發(fā)

1、1第六章 蒸發(fā)6.3 單效蒸發(fā)的計(jì)算6.3.1 物料衡算與熱量衡算6.3.2 蒸發(fā)器的傳熱面積6.3.3 蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度2生產(chǎn)能力一蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力單位時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)的水分量，其單位為kg/h。 00WmK StQrr3二蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度（蒸發(fā)強(qiáng)度）生產(chǎn)強(qiáng)度 單位時(shí)間內(nèi)單位傳熱面積上蒸發(fā)的水分量，用U表示，其單位為kg/（m2h）。 00mKtWUSr 提高蒸發(fā)強(qiáng)度的基本途徑是提高總傳熱系數(shù)和傳熱平均溫度差。 4第六章 蒸發(fā)6.3 單效蒸發(fā)的計(jì)算6.3.1 物料衡算與熱量衡算6.3.2 蒸發(fā)器的傳熱面積6.3.3 蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度6.3.4 蒸發(fā)過(guò)程的節(jié)能措施5加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性1kg加熱蒸汽所能

2、蒸發(fā)的水分量 1WEDe實(shí)際蒸發(fā)裝置中，由于熱損失、濃縮熱的存在，其經(jīng)濟(jì)性必然小于1。一加熱蒸氣的經(jīng)濟(jì)性6二蒸發(fā)過(guò)程的節(jié)能措施為了提高加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性，可采用的措施：1多效蒸發(fā)2額外蒸汽的采出3熱泵蒸發(fā)4冷凝水熱量的利用7圖6-17 蒸汽熱泵蒸發(fā)流程二蒸發(fā)過(guò)程的節(jié)能措施8第六章 蒸發(fā)6.4 多效蒸發(fā)6.4.1 多效蒸發(fā)的流程9一、并流101利用各效間壓差自動(dòng)進(jìn)料，可省去輸液泵。2前效溫度高于后效，進(jìn)料呈過(guò)熱狀態(tài)，產(chǎn)生自蒸發(fā)，各效間可不設(shè)預(yù)熱器。3輔助設(shè)備少，裝置緊湊，溫差損失少。4操作簡(jiǎn)便，工藝穩(wěn)定。 優(yōu)點(diǎn)一、并流11缺點(diǎn)后效溫度低，組成高，料液黏度增大，降低了傳熱系數(shù)。 一、并流12二、逆流

3、13二、逆流1隨著料液組成提高，溫度相應(yīng)提高，黏度變化小，各效傳熱系數(shù)相差不大，可充分發(fā)揮設(shè)備潛力。2完成液排出溫度較高，可利用顯熱在減壓下閃蒸增濃，提高完成液組成。 優(yōu)點(diǎn)14二、逆流缺點(diǎn)1輔助設(shè)備多，動(dòng)力消耗大2不適于處理熱敏性溶液3操作復(fù)雜，工藝不易穩(wěn)定 15三、錯(cuò)流16三、錯(cuò)流1兼有并、逆流優(yōu)點(diǎn)。2供料方式可調(diào)整。 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)操作復(fù)雜，需有完善的自動(dòng)儀表控制系統(tǒng)來(lái)保證實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定操作 17四、平流18第六章 蒸發(fā)6.4 多效蒸發(fā)6.4.1 多效蒸發(fā)的流程6.4.2 多效蒸發(fā)的計(jì)算（自學(xué)）19第六章 蒸發(fā)6.4 多效蒸發(fā)6.4.1 多效蒸發(fā)的流程6.4.2 多效蒸發(fā)的計(jì)算6.4.3 多效蒸發(fā)與單

4、效蒸發(fā)的比較20一加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性 多效蒸發(fā)中通過(guò)二次蒸汽的再利用而提高加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性。理想情況下，單效蒸發(fā)11DeWn效蒸發(fā)11/neenn 實(shí)際蒸發(fā)操作中，存在熱損失，各種溫度差損失、濃縮熱及不同壓力下汽化熱的差別等因素。表6-6中列出多效蒸發(fā)時(shí)單位蒸汽用量的理論值與實(shí)際值。21二蒸發(fā)強(qiáng)度假設(shè)： 單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā)的生產(chǎn)任務(wù)和操作條件（包括加熱蒸汽壓力、冷凝器的操作壓力）均相同，且假設(shè)各效蒸發(fā)器的傳熱面積及傳熱系數(shù)也與單效蒸發(fā)器的相等，則多效蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度為 010()nTiiiiKQUtr nSr n 多效蒸發(fā)中，加熱蒸汽經(jīng)濟(jì)性的提高是以降低蒸發(fā)強(qiáng)度為代價(jià)換得的。22三溶液的溫度差損

5、失圖6-19單效、二效和三效蒸發(fā)裝置中的溫度差損失 23第六章 蒸發(fā)6.4 多效蒸發(fā)6.4.1 多效蒸發(fā)的流程6.4.2 多效蒸發(fā)的計(jì)算6.4.3 多效蒸發(fā)與單效蒸發(fā)的比較6.4.4 多效蒸發(fā)的適宜效數(shù)24多效蒸發(fā)的適宜效數(shù)多效蒸發(fā)受如下因素制約，使其效數(shù)受到一定限制：隨著效數(shù)增加，溫度差損失加大。隨著效數(shù)的增加，加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性提高的幅度降低，在逆流加料蒸發(fā)中，動(dòng)力消耗卻加大。隨著效數(shù)增加，蒸發(fā)強(qiáng)度下降，設(shè)備投資費(fèi)用增大。為了使蒸發(fā)操作有效進(jìn)行，各效蒸發(fā)器中有效溫度差不得小于57。25第六章 蒸發(fā)6.5 生物溶液的增濃6.5.1 生物溶液的蒸發(fā)26一生物溶液的特性生物溶液具有如下工藝特性：（

6、1）熱敏性，溶液中的溶質(zhì)易粘連到傳熱壁面上，造成局部過(guò)熱，甚至焦化。（2）在蒸發(fā)過(guò)程中，有些物料中細(xì)菌增長(zhǎng)很快，而且附著在設(shè)備壁面上，因此，要求設(shè)備應(yīng)便于清洗。（3）溶液的沸點(diǎn)升高小，?？珊雎浴?7二.蒸發(fā)設(shè)備和操作條件的選擇降低操作溫度，宜采用真空蒸發(fā)縮短受熱時(shí)間，設(shè)備必須提供很高的傳熱速率28第六章 蒸發(fā)6.5 生物溶液的增濃6.5.1 生物溶液的蒸發(fā)6.5.2 冷凍濃縮29一冷凍濃縮原理和工業(yè)方法 冷凍濃縮實(shí)質(zhì)是通過(guò)降溫使稀溶液中的溶劑（通常為水）以晶體析出，從而提高溶質(zhì)濃度的操作過(guò)程。 冷凍濃縮301. 冷凍濃縮原理 圖6-20 冷凍濃縮原理圖示一冷凍濃縮原理和工業(yè)方法31冷凍濃縮過(guò)程

7、結(jié)晶分離部分水分從水溶液中結(jié)晶析出冰晶與濃縮液加以分離層狀凍結(jié)懸浮凍結(jié) 一冷凍濃縮原理和工業(yè)方法晶層依次沉積在先前由同一溶液所形成的晶層上，是一種單向的凍結(jié)凍結(jié)是在受攪拌的冰晶懸浮液中進(jìn)行的32二冷凍濃縮裝置冷凍濃縮結(jié)晶裝置 直接冷卻式真空凍結(jié)器間接冷卻式凍結(jié)器 冷凍濃縮的分離裝置 壓榨機(jī) 過(guò)濾式離心機(jī) 洗滌塔 壓榨機(jī)和洗滌塔的組合 33練 習(xí) 題 目思考題作業(yè)題: 4、51.并流加料的多效蒸發(fā)裝置中，一般各效的總傳熱系數(shù)逐漸減小，但蒸發(fā)量卻逐效增加，試分析原因。2.蒸發(fā)操作中，如何提高加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性？ 3.如何確定多效蒸發(fā)的最佳效數(shù)？ 4.提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強(qiáng)度的途徑是什么？ 34v蒸發(fā)設(shè)備學(xué) 習(xí) 指 導(dǎo)本章重點(diǎn)掌握的內(nèi)容蒸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)蒸發(fā)器的操作特性蒸發(fā)器的適用