化工原理上冊天津大學(xué)柴誠敬49－50學(xué)時(shí)課件

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1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。2二．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/（m2?h）。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。3加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性1kg加熱蒸汽所能蒸發(fā)的水分量實(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5二．蒸發(fā)過程的節(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6圖6-17蒸汽熱泵蒸發(fā)流程二．蒸發(fā)過程的節(jié)能措施7一、并流91．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．操作簡便，工藝穩(wěn)定。優(yōu)點(diǎn)一、并流10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11二、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)13二、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14三、錯(cuò)流15四、平流17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)）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6.4.3多效蒸發(fā)與單效蒸發(fā)的比較19二．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。21三．溶液的溫度差損失圖6-19單效、二效和三效蒸發(fā)裝置中的溫度差損失22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)23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)25一．生物溶液的特性生物溶液具有如下工藝特性：（1）熱敏性，溶液中的溶質(zhì)易粘連到傳熱壁面上，造成局部過熱，甚至焦化。（2）在蒸發(fā)過程中，有些物料中細(xì)菌增長很快，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?。26一．冷凍濃縮原理和工業(yè)方法冷凍濃縮實(shí)質(zhì)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(zhì)濃度的操作過程。冷凍濃縮291.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30冷凍濃縮過程結(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31二．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)過濾式離心機(jī)洗滌塔壓榨機(jī)和洗滌塔的組合32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？33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)器的適用場合34單效蒸發(fā)的計(jì)算溶液沸點(diǎn)升高物料衡算熱量衡算傳熱面