《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)強度2生產(chǎn)能力一蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力單位時間內蒸發(fā)的水分量，其單位為kg/h。 00WmK StQrr3二蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度（蒸發(fā)強度）生產(chǎn)強度 單位時間內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)強度6.3.4 蒸發(fā)過程的節(jié)能措施5加熱蒸汽的經(jīng)濟性1kg加熱蒸汽所能

2、蒸發(fā)的水分量 1WEDe實際蒸發(fā)裝置中，由于熱損失、濃縮熱的存在，其經(jīng)濟性必然小于1。一加熱蒸氣的經(jīng)濟性6二蒸發(fā)過程的節(jié)能措施為了提高加熱蒸汽的經(jīng)濟性，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進料，可省去輸液泵。2前效溫度高于后效，進料呈過熱狀態(tài)，產(chǎn)生自蒸發(fā)，各效間可不設預熱器。3輔助設備少，裝置緊湊，溫差損失少。4操作簡便，工藝穩(wěn)定。 優(yōu)點一、并流11缺點后效溫度低，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14二、逆流缺點1輔助設備多，動力消耗大2不適于處理熱敏性溶液3操作復雜，工藝不易穩(wěn)定 15三、錯流16三、錯流1兼有并、逆流優(yōu)點。2供料方式可調整。 優(yōu)點缺點操作復雜，需有完善的自動儀表控制系統(tǒng)來保證實現(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)的計算（自學）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)濟性 多效蒸發(fā)中通過二次蒸汽的再利用而提高加熱蒸汽的經(jīng)濟性。理想情況下，單效蒸發(fā)11DeWn效蒸發(fā)11/neenn 實際蒸發(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)時單位蒸汽用量的理論值與實際值。21二蒸發(fā)強度假設： 單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā)的生產(chǎn)任務和操作條件（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)強度為 010()nTiiiiKQUtr nSr n 多效蒸發(fā)中，加熱蒸汽經(jīng)濟性的提高是以降低蒸發(fā)強度為代價換得的。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)濟性提高的幅度降低，在逆流加料蒸發(fā)中，動力消耗卻加大。隨著效數(shù)增加，蒸發(fā)強度下降，設備投資費用增大。為了使蒸發(fā)操作有效進行，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，溶液中的溶質易粘連到傳熱壁面上，造成局部過熱，甚至焦化。（2）在蒸發(fā)過程中，有些物料中細菌增長很快，而且附著在設備壁面上，因此，要求設備應便于清洗。（3）溶液的沸點升高小，?？珊雎?。27二.蒸發(fā)設備和操作條件的選擇降低操作溫度，宜采用真空蒸發(fā)縮短受熱時間，設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 冷凍濃縮實質是通過降溫使稀溶液中的溶劑（通常為水）以晶體析出，從而提高溶質濃度的操作過程。 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冷凍濃縮過程

7、結晶分離部分水分從水溶液中結晶析出冰晶與濃縮液加以分離層狀凍結懸浮凍結 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，是一種單向的凍結凍結是在受攪拌的冰晶懸浮液中進行的32二冷凍濃縮裝置冷凍濃縮結晶裝置 直接冷卻式真空凍結器間接冷卻式凍結器 冷凍濃縮的分離裝置 壓榨機 過濾式離心機 洗滌塔 壓榨機和洗滌塔的組合 33練 習 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)強度的途徑是什么？ 34v蒸發(fā)設備學 習 指 導本章重點掌握的內容蒸發(fā)器的基本結構蒸發(fā)器的操作特性蒸發(fā)器的適用