蒸發(fā)過程及危險性分析

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-420編號：_蒸發(fā)過程及危險性分析審核：_時間：_單位：_蒸發(fā)過程及危險性分析用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項目而進行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運行中起到指導(dǎo)作用，包括確定問題目標(biāo)和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計劃和可行性分析、實施和跟進?？赏ㄟ^修改使用，也可以直接沿用本模板進行快速編輯。在化工、醫(yī)藥和食品加工等工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要將溶有固體溶質(zhì)的稀溶液加以濃縮，以得到高濃度溶液或析出固體產(chǎn)品，此時應(yīng)采用蒸發(fā)操作。蒸發(fā)就是通過加熱的方法將稀溶液中的一部

2、分溶劑汽化并除去，從而使溶液濃度提高的一種單元操作，其目的是為了得到高濃度的溶液。例如：在化工生產(chǎn)中，用電解法制得的燒堿(NaOH溶液)的質(zhì)量濃度般只在10左右，要得到42左右的符合工藝要求的濃堿液則需通過蒸發(fā)操作，由于稀堿液中的溶質(zhì)NaOH不具有揮發(fā)性，而溶劑水具有揮發(fā)性，因此生產(chǎn)上可將稀堿液加熱至沸騰狀態(tài)，使其中大量的水分發(fā)生汽化并除去，這樣原堿液中的溶質(zhì)NaOH的濃度就得到了提高。又如：食品工業(yè)中利用蒸發(fā)操作將些果汁加熱，使一部分水分汽化并除去，以得到濃縮的果汁產(chǎn)品。除此之外，蒸發(fā)操作還常常用來先將原料液中的溶劑汽化，然后加以冷卻以得到固體產(chǎn)品，如食糖的生產(chǎn)、醫(yī)藥工業(yè)中固體藥物的生產(chǎn)等都

3、屬此類。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用蒸發(fā)操作時，需認識蒸發(fā)如下幾方面的特點。蒸發(fā)的目的是為了使溶劑汽化，因此被蒸發(fā)的溶液應(yīng)由具有揮發(fā)性的溶劑和不揮發(fā)性的溶質(zhì)組成，這一點與蒸餾操作中的溶液是不同的。整個蒸發(fā)過程中溶質(zhì)數(shù)量不變，這是本章物料衡算的基本依據(jù)。溶劑的汽化可分別在低于沸點和沸點時進行。在低于沸點時進行，稱為自然蒸發(fā)。如海水制鹽用太陽曬，此時溶劑的汽化只能在溶液的表面進行，蒸發(fā)速率緩慢，生產(chǎn)效率較低，故該法在其他工業(yè)生產(chǎn)中較少采用。若溶劑的汽化在沸點溫度下進行，則稱為沸騰蒸發(fā)，溶劑不僅在溶液的表面汽化，而且在溶液內(nèi)部的各個部分同時汽化，蒸發(fā)速率大大提高。本章只討論工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用的沸點汽化。較慢的那

4、一步過程的速率，即熱量傳遞速率，因此工程上通常把它歸類為傳熱過程。由于溶液中溶質(zhì)的存在，在溶劑汽化過程中溶質(zhì)易在加熱表面析出而形成污垢，影響傳熱效果。當(dāng)該溶質(zhì)為熱敏性物質(zhì)時，還有可能因此而分解變質(zhì)。蒸發(fā)操作需在蒸發(fā)器中進行。沸騰時，由于液沫的夾帶而可能造成物料的損失，因此蒸發(fā)器在結(jié)構(gòu)上與一般加熱器是不同的。蒸發(fā)操作中要將大量溶劑汽化，需要消耗大量的熱能，因此，蒸發(fā)操作的節(jié)能問題將比一般傳熱過程更為突出。由于目前工業(yè)上常用水蒸氣作為加熱熱源，而被蒸發(fā)的物料大多為水溶液，汽化出來的蒸汽仍然是水蒸氣，為區(qū)別起見，我們將用來加熱的蒸汽稱為生蒸汽，將從蒸發(fā)器中蒸發(fā)出的蒸汽稱為二次蒸汽。充分利用二次蒸汽是

5、蒸發(fā)操作中節(jié)能的主要途徑。如果將二次蒸汽引至另一蒸發(fā)器作為加熱蒸汽之用，則稱為多效蒸發(fā)；如果二次蒸汽不再被利用，而是冷凝后直接放掉，則稱為單效蒸發(fā)。蒸發(fā)是借加熱作用使溶液中所含的溶劑不斷汽化，不斷被除去，以提高溶液中溶質(zhì)濃度，或使溶質(zhì)析出，即使揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)分離的物理過程。如制糖工業(yè)中，蔗糖水、甜菜水的濃縮。氯堿工業(yè)中的堿液提濃以及海水淡化等都采用蒸發(fā)的辦法。蒸發(fā)按其采用的壓力可以為常壓蒸發(fā)、加壓蒸發(fā)和減壓蒸發(fā)(真空蒸發(fā))。按其蒸發(fā)所需熱量的利用次數(shù)可分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)。蒸發(fā)所需設(shè)備稱蒸發(fā)器，它一般由加熱室和蒸發(fā)室兩部分組成。自然循環(huán)蒸發(fā)器是指溶液在設(shè)備內(nèi)的循環(huán)是在加熱的情況下，

6、由于各部分溶液密度的不一致，以及蒸氣流在運動過程中帶動液體運動，使溶液得以循環(huán)的蒸發(fā)器。強制循環(huán)蒸發(fā)器是指溶液在設(shè)備內(nèi)的循環(huán)主要是依靠外界加入動力所導(dǎo)致的強制運動的蒸發(fā)器。液體在設(shè)備內(nèi)僅加熱一次，不作循環(huán)就可蒸發(fā)達到所需要求的蒸發(fā)器稱為單程蒸發(fā)器。從安全技術(shù)角度出發(fā)，凡蒸發(fā)的溶液，皆具有一定的特性。例如，溶質(zhì)在濃縮過程中若有結(jié)晶、沉淀和污染生成，這樣將導(dǎo)致傳熱效率的降低，并產(chǎn)生局部過熱，因此，對加熱部分需經(jīng)常清洗。對具有腐蝕性溶液的蒸發(fā)，尚需考慮設(shè)備的腐蝕問題。為了防腐，有的設(shè)備需用特種鋼材制造。對于熱敏性溶液的蒸發(fā)，尚需考慮溫度的控制。特別是由于溶液的蒸發(fā)產(chǎn)生結(jié)晶和沉淀，而這些物質(zhì)又是不穩(wěn)定的局部過熱可使其分解變質(zhì)或燃燒、爆炸，則更應(yīng)注意控制蒸發(fā)溫度。為防止熱敏性物質(zhì)的分解，可采用真空蒸發(fā)的方法，降低蒸發(fā)溫度?；蛘呤谷芤涸谡舭l(fā)器內(nèi)停留的時間和與加熱面接觸的時間盡量縮短，例如采用單程循環(huán)、高速蒸發(fā)等。閃急蒸發(fā)是將料液加熱到一定溫度，經(jīng)過節(jié)流減壓進入壓力低于其飽和蒸氣壓的閃蒸室中，料液因過熱而將部分溶劑急劇汽化的蒸發(fā)操作。閃急蒸發(fā)是一個絕熱過程，溶劑汽化所需的汽化熱由料液本身的顯熱提供。閃急蒸發(fā)后，料