多效蒸发流程.PPT

概述 (Introduction) 概述 (Introduction) 蒸发装置 循环型蒸发器 循环型蒸发器 循环型蒸发器 循环型蒸发器 单程型蒸发器 单程型蒸发器 单程型蒸发器 浸没燃烧式蒸发器 除沫器、冷凝器和真空装置 除沫器、冷凝器和真空装置 除沫器、冷凝器和真空装置 单效蒸发 物料衡算和热量衡算 物料衡算和热量衡算 物料衡算和热量衡算 物料衡算和热量衡算 溶液的沸点及温度差损失 温度差损失的原因 溶液蒸汽压降低而引起的温度差损失 ?’ 液柱静压力引起的温度差损失 ?’’ 蒸发器的生产能力和生产强度 多效蒸发 多效蒸发流程 多效蒸发流程 多效蒸发流程 * * 第六章 蒸发 Chapter 6 Evaporation 加热蒸汽(生蒸汽) 二次蒸汽 单效蒸发 多效蒸发 常压蒸发 加压蒸发 减压蒸发 蒸发过程：将含有固体溶质的稀溶液加热沸腾进行浓缩，以获得固体产品或制取溶剂。蒸发过程实际上是不挥发性的溶质和挥发性的溶剂分离的过程。 蒸发过程的基本概念 蒸发操作是间壁两侧分别有蒸汽冷凝和液体沸腾的传热过程，蒸发器也是一种换热器。 蒸发过程的特殊性 (1) 溶液中含有不挥发性溶质，故溶液的蒸汽压较纯溶剂的蒸汽压为低(沸点高)，相同条件下，蒸发溶液的传热温差就比蒸发纯溶剂的传热温差小； (2) 工业规模的蒸发量很大，需要耗用大量的加热蒸汽，应充分利用二次蒸汽(多效蒸发)，降低过程的能量消耗； (3) 溶液的特殊性决定了蒸发器的特殊结构。例如，易结垢或析出结晶的溶液，设计上应设法防止或减少垢层的生成，并应使加热面易于清洗。对热敏性，高粘度或强腐蚀性的物料，应设计或选择适宜结构的蒸发器。 蒸发器的结构及特点 循环型蒸发器 循环型和单程型 中央循环管式蒸发器 悬筐式蒸发器 外热式蒸发器 列文式蒸发器 强制循环蒸发器 升膜式蒸发器和降膜式蒸发器 升-降膜式蒸发器 刮板式冷凝器 除沫器 冷凝器及真空装置 疏水阀 防止加热蒸汽和冷凝水一起排出加热室外。 (1) 热动力式 (2) 钟形浮子式 (3) 脉冲式 1-冷凝水入口；2-冷凝水出口； 3-排出管；4-背压室； 5-滤网；6-阀片 主要计算项目：蒸发器的水分蒸发量；传热负荷与加热蒸汽的消耗量；传热温度差；传热系数；传热面积。 物料衡算和热量衡算 水分蒸发量 F, x0, t0, h0 D, T, H (F-W)x1, t1, h1 D, T, hw W, T’, H’ 加 热 室 蒸发室 加热蒸汽消耗量 若加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出 忽略溶液稀释热，溶液焓可用比热计算，取0℃为基准 F, x0, t0, h0 D, T, H (F-W)x1, t1, h1 D, T, hw W, T’, H’ 加 热 室 蒸发室 加热蒸汽消耗量 有 若溶液为沸点进料 (tl=t0 ) ，忽略蒸发器热损失 蒸汽的汽化潜热随压力变化不大( r ? r’ )，故D/W ? 1，蒸发1kg水约需1kg加热蒸汽。 实际上 r r’，加上热损失，D/W 1，其值约为1.1或稍高。 F, x0, t0, h0 D, T, H (F-W)x1, t1, h1 D, T, hw W, T’, H’ 加 热 室 蒸发室 蒸发器的传热面积 600-2000 刮板式 1200-3500 降膜式 1200-6000 升膜式 1200-7000 外热式（强制循环） 1200-6000 外热式（自然循环） 600-3000 悬筐式 1200-6000 标准式（强制循环） 600-3000 标准式（自然循环） 总传热系数K, W/(m2·K) 蒸 发 器 的 型 式 溶液的焓浓图和浓缩热 氢氧化钠、氯化钙等水溶液在蒸发浓缩时，除水的汽化潜热外，还需提供溶液的浓缩热。焓不能用比热计算式计算。 溶液中溶质不挥发，溶液的蒸汽压比纯溶剂的蒸汽压要低，因而相同压力下溶液的沸点总是比相同压力下水的沸点(二次蒸汽温度)为高，其差值称为沸点升高，用Δ表示 即温度差损失在数值上等于沸点升高。 蒸发计算中，应先确定Δ值，再求溶液沸点 (tl=Tk’+Δ) 和实际传热温度差 (Δt=ΔtT -Δ)。 蒸发纯溶剂的温差 蒸发溶液的温差 (1) 溶液蒸汽压降低而引起的温度差损失，?’ ； (2) 加热管内不同高度静压力不同，使溶液沸点升高，?’’ ； (3) 二次蒸汽的流动阻力，使蒸发室的压力高于冷凝器，相应的饱和温度高于冷凝器的温度，如果二次蒸汽的温度以冷凝室的温度计算，则存在温度差损失，?’’’ 。 蒸发器总温差损失 与溶液种类、浓度及操作压强有关，其值由试验测定的溶液沸点tA求得。设由二次蒸汽压力查得的