文档介绍：5 蒸发
概述
单效蒸发
多效蒸发
蒸发设备
概述
(1)蒸发操作的目的
①获得浓缩的溶液直接作为化工产品
或半成品。
②脱除溶剂,将溶液增溶至饱和状态,
随后加以冷却,析出固体产物,即采
用蒸发,结晶的联合操作以获得固体
溶质。
③  除杂质,获得纯净的溶剂。
(2)蒸发的流程
概述
(3)加热蒸汽和二次蒸汽
蒸发需要不断的供给热能。工业上采用的热源通常为水蒸气,而蒸发的物料大多是水溶液,蒸发时产生的蒸汽也是水蒸气。为了区别,将加热的蒸汽称为加热蒸汽,而由溶液蒸发出来的蒸汽称之为二次蒸汽。
(4)分类
①按蒸发操作空间的压力可分为:常压,加压,或者减压(真空)蒸发。
②按二次蒸汽的利用情况可以分为单效蒸发和多效蒸发。
概述
(5)蒸发操作的特点
①沸点升高
蒸发的物料是溶有不挥发溶质的溶液。由拉乌尔定律可知:在相同温度下,其蒸汽压纯溶剂的为低,因此,在相同的压力下,溶液的沸点高于纯溶剂的沸点。故当加热蒸汽温一定时,蒸发溶液时的传热温差就比蒸发纯溶剂时来得小,而溶液的浓度越大,这种影响就越显著。
②节约能源
③物料的工艺特性
本章的重点就是研究上述问题,同时还考虑从二次蒸汽中分离夹带液沫的问题。
单效蒸发
单效蒸发的计算
对于单效蒸发,在给定的生产任务和确定了操作条件以后,通
常需要计算以下的这些内容:
①分的蒸发量;
② 热蒸汽消耗量;
③发器的传热面积。
要解决以上问题,我们可应用物料衡算方程,热量衡算方程和
传热速率方程来解决。
单效蒸发的计算
(1)物料衡算
溶质在蒸发过程中不挥发,且蒸发过程是个定态过程,单位时间进入和离开蒸发器的量相等,即
水分蒸发量:
完成液的浓度:
单效蒸发的计算
(2)热量衡算
对蒸发器作热量衡算,当加热蒸汽在饱和温度下排出时,
式中——加热蒸汽消耗量,kg/s;
, ——加料液与完成液的温度,℃;
, , ——加料液,完成液和冷凝水的热焓,kJ/kg;
, ——二次蒸汽和加热蒸汽的热焓,kJ/kg。
式中热损失可视具体条件来取加热蒸汽放热量( )的某一百分数。
(3)
(4)
(2)热量衡算
用以上两个式子进行计算时,必须预知溶液在一定浓度和温度
下的焓。对于大多数物料的蒸发,可以不计溶液的浓缩热,而由比
热求得其焓。习惯上取0℃为基准,即0℃时的焓为零,则有
代入前面的两式得:
(2)热量衡算
为了避免使用不同溶液浓度下的比热,可以近似认为溶液的比热容和所含溶质的浓度呈加和关系,即
式中——水的比热,kJ/kg;
——溶质的比热,kJ/kg。
(2)热量衡算
由式(3)或式(4)可得加热蒸汽的消耗量为:
①忽略浓缩热时
② 浓缩热且,