文档介绍：第六章蒸发
第一节概述
Key words: Evaporation, Single effect evaporation
蒸发的概念:
挥发性溶剂,不挥发溶质――加热、沸腾-→溶剂部分汽化;溶液浓缩
热量供给汽化热量衡算¬ 传热速率方程
特点蒸汽移出浓缩物料衡算
沸腾现象溶液沸点升高
装置: 下部有加热室(管式换热器)
管外:加热饱和蒸汽
蒸发器管内:溶液沸腾汽化
浓缩液底部排出
上部:分离室蒸汽与液沫分离,
挡板除沫
冷凝器
蒸发过程的分类:
⑴操作压力常压沸点>100℃饱和蒸汽压力高
减压沸点低:①↑Δtm ②可利用废汽
③热敏性物质④沸点温度低,减少热损失
缺点:①真空装置②沸点↓,μ↑,α↓,K↓
③二次蒸汽t↓, 冷凝器温差
⑵二次蒸汽利用单效蒸发
多效蒸发二次蒸汽用于下一效
操作压力、沸点低于上效
⑶操作情况连续式以X1出料沸点最高
间隙式一次加料→最终X1出料
连续加料维持液面,X1一次出料
间隙式时,值一直变化
间隙式生产能力>连续式(操作情况下),但间隙式存在非生产时间。
蒸发过程总结:
①实质是传热过程②沸点升高,传热温差小于蒸发纯溶剂
③重视体系特性结垢、结晶
热敏物质
粘度与腐蚀性等
第二节单效蒸发
Key words: Evaporation, Single-effect evaporation, Boiling point elevation, DÜhring's rule, Effect of liquid head and friction
讨论对象:连续稳态操作
已知条件:加料量F kg/h;质量分数; 初温;要求完成液浓度
加热蒸汽 TS(pS) 饱和蒸汽; 操作压力pC
任务:①计算水分蒸发量(二次蒸汽量)W kg/h
②加热蒸汽消耗量D kg/h
③蒸发器传热面积S
单效蒸发器的计算:
物料衡算
热量衡算
传热速率方程
沸点升高关系式
1、蒸发量:
以单位时间为基准,物料衡算:
2、加热蒸汽消耗量D:
以单位时间为基准,焓衡算,0℃焓值为0
下饱和蒸汽的焓值; 二次蒸汽焓值
:下饱和冷凝水的焓值; 使用焓浓图查得。
如果不考虑溶液的稀释热:
忽略差别,且
r’:二次蒸汽的汽化潜热 r:饱和蒸汽(加热)汽化潜热
讨论:①若沸点进料,,且
或(蒸发1kg水蒸汽量)
②由于蒸汽汽化潜热随温度()变化不大
考虑到与的差别及
3、蒸发器的传热面积:
若不考虑热损失:Q=Dr 且整个蒸发过程是恒温差过程
K值的计算: α冷凝> α沸腾
物性
管内溶液沸腾传热的影响因素蒸发器形状
沸腾传热形式
操作条件
K值一般为实验求取。
浓缩热与溶液的焓浓图:
NaCl、CaCl2稀释时放热,
浓缩时需加热,
浓度变大时影响越大。
溶液的焓值由焓浓图查出
实例:不考虑浓缩热,
相同传热面积S下,处理量F与实际的高6%。
蒸发设备中的温度差损失:
:冷凝器压强下的水的沸点
t1实际条件下的沸点①溶液沸点升高
②蒸发器液层压