蒸发 原理 的应用.pdf

第五章 蒸发 §1 概述 5-1 蒸发的用途和分类 在日常生活中，熬中药、煲猪骨汤，许多人都操作过。抓中药时，医生会嘱咐，三碗水 煎成一碗水。熬中药的过程，既是一个中药有效成份的溶解过程，又是一个蒸发过程。广东 人煲的“老火靓汤”这一过程，也包含了蒸发过程。 什么叫蒸发？将溶液加热，使其中部分溶剂气化并不断去除，以提高溶液中的溶质浓度 的过程即蒸发。熬中药时，如果不是三碗水煎成一碗水，则三碗水中的药物浓度不高，药效 就不够。如图5-1 所示。 图5-1 蒸发示意图 在化工生产中，NaOH 溶液增浓、稀糖液的浓缩、由海水蒸发并冷凝制备淡水等都是采用 蒸发操作来实现的。 蒸发的方式有自然蒸发和沸腾蒸发。自然蒸发是溶液中的溶剂在低于沸点下汽化，例如 海盐的晒制。沸腾蒸发是使溶液中的溶剂在沸点时汽化，在溶液各个部分都同时发生汽化现 象。因此，沸腾蒸发的速率远超过自然蒸发速率。 蒸发可按蒸发器内的压力分为常压、加压和减压蒸发。减压蒸发又称为真空蒸发。按二 次蒸汽利用的情况分为单效蒸发和多效蒸发。若将所产生的二次蒸汽不再利用或被利用于蒸 发器以外这种操作，称为单效蒸发；如果将二次蒸汽引至另一压力较低的蒸发器加热室，作 为加热蒸汽来使用，这种操作称为多效操作蒸发。 1 §2 单效蒸发 5-2 单效蒸发衡算方程 一、蒸发器的物料衡算 图5-2 单效蒸发衡算示意图 在蒸发操作中，单位时间内从溶液蒸发出来的水量，可通过物料衡算确定。现对图 5-2 所示的单效蒸发器作溶质的物料衡算。在稳定连续操作中，单位时间进入和离开蒸发器的溶 质数量应相等，即 ( ) ………………(I) Fx x F −W x 0 1 由此可求得水份蒸发量为：  x  W F 1− 0  ………………(Ia)  x1  完成液的浓度： Fx 0 ………………(Ib) x 1 F −x 式中， F ——溶液的进料量,kg ⋅h−1 ； W ——水份蒸发量, kg ⋅h−1 ； x0 ——原料液中溶质的浓度，质量分率； 2 x1——完成液中溶质的浓度，质量分率 二、蒸发器的热量衡算 对图5-2 的虚线范围作热量衡算得： ( ) DH +FC t WH + FC −WC t +DC T F 0 F W 1 w 1 或 ( ) ( ) ( ) D H −C T W H −C t +FC t −t +Q …………（II ） w 1 w 1 F 1