模塊4 溶液蒸發(fā)操作

1、模塊四 溶液蒸發(fā)操作化工單元操作項目項目1 1 認(rèn)識蒸發(fā)器認(rèn)識蒸發(fā)器 蒸發(fā)就是濃縮溶液的單元操作。在化工生產(chǎn)中，常常需要將溶有固體溶質(zhì)的稀溶液濃縮，以達(dá)到符合要求的濃度，或析出固體產(chǎn)品，或回收汽化出來的溶劑。 如氯堿工業(yè)中將電解制得的10%燒堿溶液濃縮到30%，必須蒸發(fā)除去部分水分。實訓(xùn)任務(wù)觀察蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、尺寸、儀表及控制部分，分析蒸發(fā)器在工藝流程中的位置。實訓(xùn)過程初步認(rèn)識察看詳細(xì)結(jié)構(gòu)分析加熱室結(jié)構(gòu)觀察儀表及控制系統(tǒng)察看材質(zhì)察看安裝方式檢查評價學(xué)生自查實訓(xùn)情況，各組比較操作情況及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)學(xué)生自查實訓(xùn)情況，各組比較操作情況及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，選出最佳操作人員。確性，選出最佳操作人員。一、蒸發(fā)器的分

2、類一、蒸發(fā)器的分類1蒸發(fā)操作 通過加熱提供大量的熱能；一般在沸騰狀態(tài)下進(jìn)行 大量溶劑汽化及時排除汽化出的蒸氣2蒸發(fā)設(shè)備與一般的傳熱設(shè)備無本質(zhì)區(qū)別。包括：加熱室、氣液分離室（蒸發(fā)室）、除沫器、冷凝器、真空裝置3蒸發(fā)器分類 根據(jù)料液在蒸發(fā)器內(nèi)流動情況分為： 循環(huán)型和單程型（膜式） 根據(jù)循環(huán)方式分為：自然循環(huán)型和強制循環(huán)型 根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為： 中央循環(huán)管式、懸筐式、外加熱式、列文式； 強制循環(huán)型； 升膜式、降膜式、升-降膜式、刮板式薄膜式二、常見蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)1根據(jù)蒸發(fā)器模型或圖片，分析蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)：加熱室、蒸發(fā)室的位置，加熱蒸氣進(jìn)口，冷凝水出口，二次蒸氣出口，料液進(jìn)口，物料出口討論、自學(xué)討論、自學(xué)討論

3、、自學(xué)討論、自學(xué)2說明各種類型蒸發(fā)器物料流向及循環(huán)過程。3比較各種類型蒸發(fā)器的特點及應(yīng)用場合。（1）中央循環(huán)管式蒸發(fā)器（2）懸筐式蒸發(fā)器（3）外加熱式蒸發(fā)器（4）列文蒸發(fā)器（5）強制循環(huán)型蒸發(fā)器（6）升膜式蒸發(fā)器（7）降膜式蒸發(fā)器（8）升-降膜式蒸發(fā)器（9）刮板薄膜式蒸發(fā)器4分析蒸發(fā)器輔助裝置的結(jié)構(gòu)及作用。（1）除沫器（2）冷凝器和真空裝置（3）冷凝水排除器偏心熱動力疏水閥【作業(yè)】復(fù)習(xí)題復(fù)習(xí)題項目項目2 2 蒸發(fā)器操作蒸發(fā)器操作 工業(yè)上應(yīng)用的蒸發(fā)過程有不同的形式，蒸發(fā)操作按效數(shù)可分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)，按操作方式又分為間歇蒸發(fā)和連續(xù)蒸發(fā)等。 每種操作方式均有其不同特點，視工業(yè)生產(chǎn)要求而選用。實

4、訓(xùn)任務(wù)練習(xí)蒸發(fā)器開車、進(jìn)料、正常運行、停車操作練習(xí)蒸發(fā)器開車、進(jìn)料、正常運行、停車操作實訓(xùn)過程檢查準(zhǔn)備檢查準(zhǔn)備開車開車操作運行操作運行停車停車卸卸料料洗效（刷罐）洗效（刷罐）檢查評價學(xué)生自查實訓(xùn)情況，各組比較操作情況及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，選出最佳操作人員。一、蒸發(fā)流程一、蒸發(fā)流程 1蒸發(fā)操作的分類 按二次蒸氣是否利用分：單效蒸發(fā)、多效蒸發(fā) 按操作壓力分：常壓蒸發(fā)、減壓蒸發(fā)、加壓蒸發(fā) 按操作過程是否連續(xù)分：間歇蒸發(fā)、連續(xù)蒸發(fā)2多效蒸發(fā)流程（1）并流加料流程 并流加料又稱順流加料，即溶液與蒸氣的流向相同，都是由第一效順序流至末效。 優(yōu)點：操作簡便，容易控制。 處理黏度隨濃度增加而變化很大的物料時，不宜采

5、用。（2）逆流加料流程 原料液的流向與加熱蒸氣流向相反。 優(yōu)點：隨溶液濃度的逐效增加，其溫度也隨之升高。各效溶液的黏度較為接近，使各效的傳熱系數(shù)基本保持不變。 缺點：效間溶液需用泵來輸送。（3）平流加料流程 各效都加入原料液和放出濃縮液，蒸氣則仍然從第一效順序流至末效。 適合于在蒸發(fā)過程中不斷有結(jié)晶析出的溶液。3多效蒸發(fā)的效數(shù)限制 沸點升高較大的電解質(zhì)溶液的蒸發(fā)，效數(shù)不宜太多（如NaOH水溶液的蒸發(fā)，一般采用23效）； 對于沸點升高較小的非電解質(zhì)溶液的蒸發(fā)，則可采用較多的效數(shù)（如糖水溶液的蒸發(fā)用46效；而海水淡化的蒸發(fā)裝置可達(dá)2030效）。二、蒸發(fā)器的計算二、蒸發(fā)器的計算 1水分蒸發(fā)量 以1h

6、為物料衡算基準(zhǔn)，單位時間水分蒸發(fā)量為 01(1)wWFw2加熱蒸氣消耗量 定義 為單位蒸氣消耗量，即每蒸發(fā)1kg水（溶劑）所需要的加熱蒸氣量。 采用單效蒸發(fā)時，汽化1kg水消耗約1kg加熱蒸氣。實際生產(chǎn)中，單位蒸氣消耗量大約為1.1或更大一些。 0101()Fc ttWrQDRDW效數(shù) 單效 雙效 三效 四效 五效D/W 理論值 1.0 0.50 0.33 0.25 0.20 實際值 1.1 0.57 0.40 0.30 0.27（1）蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力單位時間蒸發(fā)的溶劑（水）量，kg/h，由生產(chǎn)要求確定。（2）蒸發(fā)器的生產(chǎn)強度單位時間內(nèi)單位傳熱面積上所能蒸發(fā)的溶劑量，kg/（m2h） 對于一定的蒸發(fā)量，蒸發(fā)強度越大，則所需傳熱面積越小，蒸發(fā)設(shè)備的投資越小。3蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強度WUA4提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強度的途徑 增大蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)K是提高蒸發(fā)器生產(chǎn)強度的主要途徑。 蒸氣中若含有少量不凝性氣體時，它將會占據(jù)傳熱空間，使對流傳熱膜系數(shù)大幅度下降。當(dāng)蒸氣中含有1%的不凝性氣體，總傳熱系數(shù)K下降60%。因此，在蒸發(fā)器的實際操作中應(yīng)該定時排放不凝性氣體。 在處理易結(jié)晶或結(jié)垢的料液時，管壁上可形成污垢層，污垢層熱阻很大，造成傳熱速率急劇降低。所以，在蒸發(fā)生產(chǎn)中要求定期清洗蒸發(fā)器。三、蒸發(fā)器的操作三、蒸發(fā)器的操作1蒸發(fā)單元操作安