蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備 (3)

1、關(guān)于蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備 (3)第一頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片n蒸發(fā)的定義蒸發(fā)的定義 將溶液加熱至沸騰，使溶劑汽將溶液加熱至沸騰，使溶劑汽化并不斷除去，溶質(zhì)濃度增加?；⒉粩喑?，溶質(zhì)濃度增加。n結(jié)晶的定義結(jié)晶的定義 物質(zhì)自溶液中形成晶體析出的物質(zhì)自溶液中形成晶體析出的過(guò)程過(guò)程第二頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片n充足的熱源充足的熱源n溶劑蒸汽能迅速排除溶劑蒸汽能迅速排除n一定的換熱面積一定的換熱面積一、蒸發(fā)器的基本條件一、蒸發(fā)器的基本條件第三頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 二、蒸發(fā)方式分類1 1、按使用壓力分類、按使用壓力分類 加壓、加壓、常壓、真空常壓、真空2 2、按蒸汽利用分類、按蒸汽利用分類 單效、單效、多效、熱泵多效、熱泵

2、3 3、按設(shè)備型式分類、按設(shè)備型式分類 中央中央循環(huán)管式、夾套式、盤管式、刮循環(huán)管式、夾套式、盤管式、刮板式板式4 4、按物料啟動(dòng)情況分類、按物料啟動(dòng)情況分類 自然自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)、薄膜式循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)、薄膜式第四頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 第一節(jié)第一節(jié) 常壓與真空蒸發(fā)設(shè)備常壓與真空蒸發(fā)設(shè)備第五頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片蒸發(fā)設(shè)備 常壓蒸發(fā)設(shè)備常壓蒸發(fā)設(shè)備 真空蒸發(fā)設(shè)備真空蒸發(fā)設(shè)備 第六頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 真空蒸發(fā)設(shè)備 真空蒸發(fā)定義真空蒸發(fā)定義 溶液在真空狀態(tài)，較低溫度溶液在真空狀態(tài)，較低溫度下沸騰、溶劑汽化的過(guò)程。下沸騰、溶劑汽化的過(guò)程。第七頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片熱敏性物料特性及對(duì)蒸發(fā)的要求 n熱敏性物料熱敏性

3、物料 n對(duì)熱過(guò)程敏感，受熱后會(huì)引起產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)對(duì)熱過(guò)程敏感，受熱后會(huì)引起產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)變化或物理變化而影響產(chǎn)品質(zhì)量的物料。變化或物理變化而影響產(chǎn)品質(zhì)量的物料。 第八頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片薄膜式蒸發(fā)器 （一）分類（一）分類n管式薄膜蒸發(fā)管式薄膜蒸發(fā) 器器: :升膜式、降膜升膜式、降膜式、升降膜式式、升降膜式 n刮板式薄膜蒸發(fā)器刮板式薄膜蒸發(fā)器 離心薄膜蒸發(fā)離心薄膜蒸發(fā)第九頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片1. 升膜式蒸發(fā)器n結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): :加熱室由許多垂直加熱室由許多垂直長(zhǎng)管組成長(zhǎng)管組成 加熱室由許多垂直長(zhǎng)管加熱室由許多垂直長(zhǎng)管組成，組成， 加熱管直徑為加熱管直徑為25-50mm25-50mm， 管長(zhǎng)和管徑之比約為管長(zhǎng)

4、和管徑之比約為100-150100-150。 上部有汽液分離室。上部有汽液分離室。n設(shè)備動(dòng)畫設(shè)備動(dòng)畫55蒸發(fā)器蒸發(fā)器5-045-04升膜式蒸發(fā)器升膜式蒸發(fā)器.swf.swf第十頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片n特點(diǎn)特點(diǎn): :形成的液膜與蒸發(fā)的氣流的方向形成的液膜與蒸發(fā)的氣流的方向相同，由下而上的并流上升相同，由下而上的并流上升 n升膜式蒸發(fā)時(shí)膜的形成升膜式蒸發(fā)時(shí)膜的形成第十一頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片升膜式蒸發(fā)時(shí)膜的形成C、液相因混有蒸汽氣泡，使液、液相因混有蒸汽氣泡，使液體靜壓頭下降，液體繼續(xù)受熱，體靜壓頭下降，液體繼續(xù)受熱，溫度不斷升。氣泡增大，氣體上溫度不斷升。氣泡增大，氣體上升的速度則加快。升的速度則加快。

5、A、B溶液沸騰自然對(duì)流運(yùn)動(dòng)加熱階溶液沸騰自然對(duì)流運(yùn)動(dòng)加熱階段段:溫度升得越高對(duì)流越激烈，溶溫度升得越高對(duì)流越激烈，溶液便開(kāi)始沸騰時(shí)，產(chǎn)生蒸汽氣泡分液便開(kāi)始沸騰時(shí)，產(chǎn)生蒸汽氣泡分散于連續(xù)的液相中。由于蒸汽氣泡散于連續(xù)的液相中。由于蒸汽氣泡的密度小，故氣泡通過(guò)液體而上升的密度小，故氣泡通過(guò)液體而上升。第十二頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片E、液體下降較多時(shí)，大個(gè)柱狀、液體下降較多時(shí)，大個(gè)柱狀汽泡則被液層截?cái)?。汽泡則被液層截?cái)唷、當(dāng)氣泡繼續(xù)增大形成柱狀，、當(dāng)氣泡繼續(xù)增大形成柱狀，占據(jù)管子中部的大部分空間時(shí)，占據(jù)管子中部的大部分空間時(shí)，氣體以很大的速度上升，而液體氣體以很大的速度上升，而液體受重力作用沿氣泡邊緣下

6、滑受重力作用沿氣泡邊緣下滑.第十三頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片f.溫度繼續(xù)上升，蒸發(fā)速度繼續(xù)增加，氣泡的上升速度激增，蒸汽的密度增大，由于重力作用，滑流下來(lái)的液體很快受熱蒸發(fā)，未蒸發(fā)的濃縮液體也被高速氣流拖帶上升，氣泡斷層不能形成，蒸氣占據(jù)了整個(gè)管子中部空間，液體只能分布于管壁，開(kāi)始形成液膜，這時(shí)稱為“環(huán)形流”。 g.g.變成帶有液體霧沫的噴霧環(huán)形流液變成帶有液體霧沫的噴霧環(huán)形流液體的上升是靠高速蒸汽氣流對(duì)液層體的上升是靠高速蒸汽氣流對(duì)液層的拖帶而形成，稱之為的拖帶而形成，稱之為“爬膜爬膜”現(xiàn)現(xiàn)象。這時(shí)液膜沿管壁上升不斷受熱象。這時(shí)液膜沿管壁上升不斷受熱蒸發(fā)，濃度不斷增大，最后與蒸汽蒸發(fā)，濃度不斷增大，

7、最后與蒸汽一齊離開(kāi)，管子越高則上升蒸發(fā)時(shí)一齊離開(kāi)，管子越高則上升蒸發(fā)時(shí)間越長(zhǎng)，溶液濃縮越大。間越長(zhǎng)，溶液濃縮越大。gA操作控制在和之間操作控制在和之間第十四頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 g.g.變成帶有液體霧沫的噴霧環(huán)變成帶有液體霧沫的噴霧環(huán)形流液體的上升是靠高速蒸汽形流液體的上升是靠高速蒸汽氣流對(duì)液層的拖帶而形成，稱氣流對(duì)液層的拖帶而形成，稱之為之為“爬膜爬膜”現(xiàn)象。這時(shí)液膜現(xiàn)象。這時(shí)液膜沿管壁上升不斷受熱蒸發(fā)，濃沿管壁上升不斷受熱蒸發(fā)，濃度不斷增大，最后與蒸汽一齊度不斷增大，最后與蒸汽一齊離開(kāi)，管子越高則上升蒸發(fā)時(shí)離開(kāi)，管子越高則上升蒸發(fā)時(shí)間越長(zhǎng)，溶液濃縮越大。間越長(zhǎng)，溶液濃縮越大。第十五頁(yè)，共66

8、頁(yè)幻燈片 如果汽速進(jìn)一步增加，如果汽速進(jìn)一步增加，霧沫夾帶進(jìn)一步嚴(yán)重，霧沫夾帶進(jìn)一步嚴(yán)重，使液膜上升的速度趕使液膜上升的速度趕不上溶液蒸發(fā)速度，不上溶液蒸發(fā)速度，則加熱管上的液膜將則加熱管上的液膜將會(huì)出現(xiàn)局部被干燥、會(huì)出現(xiàn)局部被干燥、結(jié)疤、結(jié)垢、結(jié)焦等結(jié)疤、結(jié)垢、結(jié)焦等現(xiàn)象?？梢?jiàn)管膜式蒸現(xiàn)象?？梢?jiàn)管膜式蒸發(fā)的操作狀況最好是發(fā)的操作狀況最好是形成爬膜到出現(xiàn)噴霧形成爬膜到出現(xiàn)噴霧流之間流之間。 第十六頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 升膜式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)升膜式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu): : 這種蒸發(fā)器濃縮這種蒸發(fā)器濃縮物料的時(shí)間很短，對(duì)物料的時(shí)間很短，對(duì)熱敏性物料質(zhì)量很少熱敏性物料質(zhì)量很少影響，影響， 但不適用于粘度但不適用

9、于粘度較大的和受熱后易產(chǎn)較大的和受熱后易產(chǎn)生積垢的，或濃縮后生積垢的，或濃縮后有結(jié)晶析出的物料。有結(jié)晶析出的物料。 管徑一般在管徑一般在25252828毫米之間，管長(zhǎng)與毫米之間，管長(zhǎng)與管徑之比一般為管徑之比一般為 100100150150 。第十七頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片第十八頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片(4)升膜式蒸發(fā)器的傳熱系數(shù) 升膜式蒸發(fā)的傳熱系數(shù)是不穩(wěn)定的，它升膜式蒸發(fā)的傳熱系數(shù)是不穩(wěn)定的，它是隨操作狀況而變化。一條加熱管中出現(xiàn)成是隨操作狀況而變化。一條加熱管中出現(xiàn)成膜過(guò)程有幾個(gè)階段，各階段的傳熱系數(shù)各不膜過(guò)程有幾個(gè)階段，各階段的傳熱系數(shù)各不相同。管子下部浸沒(méi)溶液的一段為加熱段，相同。管子下部浸沒(méi)溶液

10、的一段為加熱段，內(nèi)部液體只靠自然對(duì)流循環(huán)，故它的傳熱系內(nèi)部液體只靠自然對(duì)流循環(huán)，故它的傳熱系數(shù)很低，加熱段的長(zhǎng)度隨進(jìn)料溫度和溫度差數(shù)很低，加熱段的長(zhǎng)度隨進(jìn)料溫度和溫度差不同而變化。物料受熱后，沸騰傳熱系數(shù)也不同而變化。物料受熱后，沸騰傳熱系數(shù)也得到很大的提高，但傳熱系數(shù)是隨管子高度得到很大的提高，但傳熱系數(shù)是隨管子高度而變化的。而變化的。 第十九頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片n優(yōu)點(diǎn)：濃縮物料時(shí)間短，對(duì)熱敏優(yōu)點(diǎn)：濃縮物料時(shí)間短，對(duì)熱敏性物料影響小性物料影響小。n缺點(diǎn)：不適宜粘度大和受熱后易積缺點(diǎn)：不適宜粘度大和受熱后易積垢及濃縮后產(chǎn)生結(jié)晶的物料。垢及濃縮后產(chǎn)生結(jié)晶的物料。（5 5）優(yōu)缺點(diǎn)）優(yōu)缺點(diǎn)第二十頁(yè)，共

11、66頁(yè)幻燈片2、降膜式蒸發(fā)器n特點(diǎn)：形成的液膜與蒸發(fā)的汽流方向相同，特點(diǎn)：形成的液膜與蒸發(fā)的汽流方向相同，物料自上面進(jìn)下面出。物料自上面進(jìn)下面出。n結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 與升膜式不同的關(guān)鍵部件是分配器與升膜式不同的關(guān)鍵部件是分配器第二十一頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片(3)(3)分配器類型分配器類型 篩板型、鋸齒型、導(dǎo)流棒型、旋液導(dǎo)流篩板型、鋸齒型、導(dǎo)流棒型、旋液導(dǎo)流型型第二十二頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片齒形溢流口齒形溢流口 在加熱管的上方管口周邊切在加熱管的上方管口周邊切成鋸齒形，以增加液體的溢流周成鋸齒形，以增加液體的溢流周邊。當(dāng)液面稍高于管口時(shí)，則可邊。當(dāng)液面稍高于管口時(shí)，則可以沿周邊均勻地溢流而下，由于以沿周邊均

12、勻地溢流而下，由于加熱管管口高度一致，溢流周邊加熱管管口高度一致，溢流周邊比較大，致使各管子間或管子的比較大，致使各管子間或管子的各向溢流量比較均勻。當(dāng)液位稍各向溢流量比較均勻。當(dāng)液位稍有差別時(shí)，不致引起很大的溢流有差別時(shí)，不致引起很大的溢流差別，但當(dāng)液位差別比較大，液差別，但當(dāng)液位差別比較大，液位高度有變化時(shí)，深液分布還是位高度有變化時(shí)，深液分布還是不夠均勻不夠均勻 第二十三頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片導(dǎo)流棒導(dǎo)流棒 在每根加熱管的上端管管口在每根加熱管的上端管管口插入一根呈八字形的導(dǎo)流棒。插入一根呈八字形的導(dǎo)流棒。棒底的寬邊與管壁成一定的棒底的寬邊與管壁成一定的均勻間距，液體在均勻環(huán)形均勻間距，液體在

13、均勻環(huán)形間距中流入加熱管內(nèi)周邊，間距中流入加熱管內(nèi)周邊，形成薄膜。這樣液體流過(guò)的形成薄膜。這樣液體流過(guò)的通道不變，液體的流量只受通道不變，液體的流量只受管板上液面高度變化所影響，管板上液面高度變化所影響，這樣分布比較均勻，但遇有這樣分布比較均勻，但遇有物料帶顆粒時(shí)，則會(huì)造成堵物料帶顆粒時(shí)，則會(huì)造成堵塞的影響塞的影響。 第二十四頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片3、旋液導(dǎo)流器、旋液導(dǎo)流器 液體沿管壁液體沿管壁周邊旋轉(zhuǎn)向周邊旋轉(zhuǎn)向下，這樣可下，這樣可以減少管內(nèi)以減少管內(nèi)各向物料的各向物料的不均勻性，不均勻性，同時(shí)又可以同時(shí)又可以增加液體流增加液體流動(dòng)速度，減動(dòng)速度，減速薄加熱表速薄加熱表面的邊界層，面的邊界層，降

14、低熱阻，降低熱阻，提高傳熱系提高傳熱系數(shù)。使液體數(shù)。使液體旋轉(zhuǎn)進(jìn)入加旋轉(zhuǎn)進(jìn)入加熱管的方法熱管的方法如下：如下： （1）螺紋導(dǎo)流）螺紋導(dǎo)流管管 在加熱管口在加熱管口插入刻有螺旋插入刻有螺旋形溝槽的導(dǎo)流形溝槽的導(dǎo)流管，當(dāng)液體沿管，當(dāng)液體沿著溝槽下流時(shí)著溝槽下流時(shí)，則使液體形，則使液體形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。運(yùn)動(dòng)方向。第二十五頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片2）切線進(jìn)料旋流器）切線進(jìn)料旋流器 旋旋流器插放在加熱管流器插放在加熱管口上方，液體以切口上方，液體以切線方向進(jìn)入而形成線方向進(jìn)入而形成旋流，但是設(shè)計(jì)時(shí)旋流，但是設(shè)計(jì)時(shí)要注意各切線進(jìn)口要注意各切線進(jìn)口的均勻分布，否則的均勻分布，否則會(huì)互相影響而會(huì)互

15、相影響而造成造成進(jìn)料不均勻進(jìn)料不均勻 第二十六頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 它是利用液體的自流作用進(jìn)行分配的。在它是利用液體的自流作用進(jìn)行分配的。在管板上方一定距離水平安裝一塊篩孔板，篩孔管板上方一定距離水平安裝一塊篩孔板，篩孔對(duì)準(zhǔn)加熱管之間的管板，當(dāng)篩板上面保持一定對(duì)準(zhǔn)加熱管之間的管板，當(dāng)篩板上面保持一定液層時(shí)，液體從篩孔淋灑到管板上，液體離各液層時(shí)，液體從篩孔淋灑到管板上，液體離各加熱管口距離相等，就沿管板均勻流散到各管加熱管口距離相等，就沿管板均勻流散到各管子的邊沿，成薄膜狀沿管壁下流。為了保證液子的邊沿，成薄膜狀沿管壁下流。為了保證液流的分布均勻，可采用二層或三層篩板，多次流的分布均勻，可采用二

16、層或三層篩板，多次分配，這種分配設(shè)備雖然很簡(jiǎn)單，但只是作稀分配，這種分配設(shè)備雖然很簡(jiǎn)單，但只是作稀薄液體的分配，對(duì)粘稠物料難以分配均勻。薄液體的分配，對(duì)粘稠物料難以分配均勻。分配篩板分配篩板第二十七頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 3.升膜、降膜式蒸發(fā)器的比較n升膜式蒸發(fā)器：成膜方便，不存在液體分配升膜式蒸發(fā)器：成膜方便，不存在液體分配不勻的問(wèn)題，但是不適合粘度大的液體濃縮不勻的問(wèn)題，但是不適合粘度大的液體濃縮n降膜式蒸發(fā)器：成膜均勻度不如升膜式，適降膜式蒸發(fā)器：成膜均勻度不如升膜式，適合粘度較高的物料濃縮。合粘度較高的物料濃縮。 第二十八頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 4.升降膜蒸發(fā)器n易達(dá)到升膜。易達(dá)到升膜。n有利

17、于液膜體有利于液膜體 均勻分布。均勻分布。n有利于操作。有利于操作。n兩個(gè)濃縮過(guò)程串聯(lián)，可兩個(gè)濃縮過(guò)程串聯(lián)，可提高產(chǎn)品的濃縮比，減提高產(chǎn)品的濃縮比，減低設(shè)備高度。低設(shè)備高度。 第二十九頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片第三十頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片5、刮板式蒸發(fā)器、刮板式蒸發(fā)器n定義定義 是通過(guò)旋轉(zhuǎn)的刮板使液料形成液是通過(guò)旋轉(zhuǎn)的刮板使液料形成液膜的蒸發(fā)設(shè)備。膜的蒸發(fā)設(shè)備。第三十一頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片n結(jié)構(gòu)：刮板、蒸發(fā)室、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、結(jié)構(gòu)：刮板、蒸發(fā)室、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承、軸封、夾套加熱室、物軸承、軸封、夾套加熱室、物料分配盤料分配盤n關(guān)鍵部件：刮板和內(nèi)圓筒關(guān)鍵部件：刮板和內(nèi)圓筒n操作液料從進(jìn)料管以穩(wěn)定的操作液料從進(jìn)料管以穩(wěn)定的

18、流量進(jìn)入隨軸旋轉(zhuǎn)的分配盤流量進(jìn)入隨軸旋轉(zhuǎn)的分配盤中，在離心力的作用下，通中，在離心力的作用下，通過(guò)盤壁小孔被拋向器壁，受過(guò)盤壁小孔被拋向器壁，受重力作用沿器壁下流，同時(shí)重力作用沿器壁下流，同時(shí)被旋轉(zhuǎn)的刮板刮成薄膜，薄被旋轉(zhuǎn)的刮板刮成薄膜，薄膜溶液在加熱區(qū)受熱，蒸發(fā)膜溶液在加熱區(qū)受熱，蒸發(fā)濃縮，同時(shí)受重力作用下流。濃縮，同時(shí)受重力作用下流。 (a)固定刮板式 （b)轉(zhuǎn)子式 1-夾套 2-刮板圖11-11 刮板式蒸發(fā)器加熱蒸汽加熱蒸汽蒸汽完成液(a)料液二次蒸汽冷凝水完成液(b)1冷凝水冷凝水2料液二次蒸汽料液第三十二頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 操作過(guò)程n物料進(jìn)入蒸發(fā)器通過(guò)分配盤在離心力的物料進(jìn)入蒸發(fā)器通

19、過(guò)分配盤在離心力的作用下，被甩向器壁，沿壁下降，同時(shí)作用下，被甩向器壁，沿壁下降，同時(shí)被旋轉(zhuǎn)的刮板刮成薄膜，邊濃縮邊下流，被旋轉(zhuǎn)的刮板刮成薄膜，邊濃縮邊下流，在此過(guò)程中被不同的刮板翻動(dòng)下推，并在此過(guò)程中被不同的刮板翻動(dòng)下推，并不斷地形成新薄膜，直到料液離開(kāi)蒸發(fā)不斷地形成新薄膜，直到料液離開(kāi)蒸發(fā)器。二次蒸汽由蒸發(fā)器上面排出。器。二次蒸汽由蒸發(fā)器上面排出。第三十三頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片n刮板式蒸發(fā)器特點(diǎn)刮板式蒸發(fā)器特點(diǎn) n這種蒸發(fā)器傳熱系數(shù)較高。這種蒸發(fā)器傳熱系數(shù)較高。n結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。設(shè)備加工精度高。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。設(shè)備加工精度高。n圓筒的直徑一般不大。一般選擇在圓筒的直徑一般不大。一般選擇在300300500

20、500毫米為宜。毫米為宜。n蒸發(fā)器加熱室的圓筒內(nèi)表面必須經(jīng)過(guò)精蒸發(fā)器加熱室的圓筒內(nèi)表面必須經(jīng)過(guò)精加工。加工。n軸要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。軸要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。n蒸發(fā)器在離心力場(chǎng)的作用下具有很高傳蒸發(fā)器在離心力場(chǎng)的作用下具有很高傳熱系數(shù)熱系數(shù)。第三十四頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 優(yōu) 點(diǎn) 利用旋轉(zhuǎn)的離心盤所產(chǎn)生的離心力利用旋轉(zhuǎn)的離心盤所產(chǎn)生的離心力對(duì)溶液的周邊分布作用而形成薄膜。對(duì)溶液的周邊分布作用而形成薄膜。傳熱效率很高，蒸發(fā)強(qiáng)度很大，由于傳熱效率很高，蒸發(fā)強(qiáng)度很大，由于離心力的作用，霧沫夾帶現(xiàn)象很少，離心力的作用，霧沫夾帶現(xiàn)象很少，物料加熱時(shí)間很短，特別適合熱敏性物料加熱時(shí)間很短，特別適合熱敏性物料的蒸發(fā)

21、。物料的蒸發(fā)。第三十五頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片主要部件主要部件離心盤離心盤:為梯形碟片，上、下為梯形碟片，上、下片之間形成夾套結(jié)構(gòu)。夾套間片之間形成夾套結(jié)構(gòu)。夾套間有一定間隙，形成加熱蒸發(fā)室有一定間隙，形成加熱蒸發(fā)室6.離心式薄膜蒸發(fā)器操作操作物料從進(jìn)料管物料從進(jìn)料管2進(jìn)入，由各個(gè)噴嘴進(jìn)入，由各個(gè)噴嘴5分別分別向各碟片組下表面即碟片向各碟片組下表面即碟片7的外表面噴出的外表面噴出，均勻分布于碟片錐頂?shù)谋砻嬉后w受離心，均勻分布于碟片錐頂?shù)谋砻嬉后w受離心力作用向周邊運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散成液膜，受熱蒸發(fā)力作用向周邊運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散成液膜，受熱蒸發(fā)濃縮，濃縮液到碟片周邊就沿套環(huán)的垂直濃縮，濃縮液到碟片周邊就沿套環(huán)的垂直通道通道

22、15升到環(huán)形液槽升到環(huán)形液槽4，由吸料管，由吸料管17抽出抽出到濃縮液貯罐。從碟片表面蒸發(fā)出的到濃縮液貯罐。從碟片表面蒸發(fā)出的二次蒸汽通過(guò)碟片中部大孔上升匯集二次蒸汽通過(guò)碟片中部大孔上升匯集進(jìn)入冷凝器。加熱蒸汽由旋轉(zhuǎn)的軸進(jìn)入冷凝器。加熱蒸汽由旋轉(zhuǎn)的軸14通入，并由小通道進(jìn)入碟片組間隙加熱通入，并由小通道進(jìn)入碟片組間隙加熱室，冷凝水受離心作用迅速離開(kāi)冷凝表室，冷凝水受離心作用迅速離開(kāi)冷凝表面，從小通道面，從小通道 出落到轉(zhuǎn)鼓的取低位置，出落到轉(zhuǎn)鼓的取低位置，從固定的中心管從固定的中心管13排出。排出。第三十六頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片原理原理: :利用旋轉(zhuǎn)的離心盤所產(chǎn)生的離心利用旋轉(zhuǎn)的離心盤所產(chǎn)生的離心

23、力對(duì)溶液的周邊分布作用而形成薄膜。力對(duì)溶液的周邊分布作用而形成薄膜。特點(diǎn)特點(diǎn): :傳熱效率很高，蒸發(fā)強(qiáng)度很大，傳熱效率很高，蒸發(fā)強(qiáng)度很大，由于離心力的作用，霧沫夾帶現(xiàn)象很由于離心力的作用，霧沫夾帶現(xiàn)象很少，物料加熱時(shí)間很短，特別適合熱少，物料加熱時(shí)間很短，特別適合熱敏性物料的蒸發(fā)。敏性物料的蒸發(fā)。 第三十七頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片（四）（四）蒸發(fā)器的附屬設(shè)備蒸發(fā)器的附屬設(shè)備 1 1、汽液分離器（捕沫器）、汽液分離器（捕沫器）使蒸汽的流動(dòng)方向突變，從而分離了霧沫（1 1）裝于蒸發(fā)器頂蓋下面的分離器）裝于蒸發(fā)器頂蓋下面的分離器 (a)折流板式（b）球形捕沫器（c）絲網(wǎng)捕沫器（d）離心式分離器圖11-13

24、 汽液分離器（c）是用細(xì)金絲，塑料絲等編成網(wǎng)帶，分離效果好，壓強(qiáng)降較小，可以分離直徑小于10m的液滴。（d）是蒸汽在分離器中作圓周運(yùn)動(dòng)，因離心作用將氣流中液滴分離第三十八頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片（2 2）裝于蒸發(fā)器外面的分離器）裝于蒸發(fā)器外面的分離器 (a)(c)(b)(d)圖11-14 汽液分離器（a）是隔板式，（b）（c）（d）是旋風(fēng)分離器，其分離效果較好。第三十九頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片（二）冷凝與不凝氣體的排除裝置（二）冷凝與不凝氣體的排除裝置n在蒸發(fā)操作過(guò)程中，二在蒸發(fā)操作過(guò)程中，二次蒸汽若是有用物料，次蒸汽若是有用物料，應(yīng)采用間接式冷凝器回應(yīng)采用間接式冷凝器回收；二次蒸汽不被利用收；二次蒸汽不

25、被利用時(shí)，必須冷凝成水方可時(shí)，必須冷凝成水方可排除，同時(shí)排除不凝性排除，同時(shí)排除不凝性氣體。對(duì)于水蒸氣的冷氣體。對(duì)于水蒸氣的冷凝，可采用汽、水直接凝，可采用汽、水直接接觸的混合式冷凝器。接觸的混合式冷凝器。第四十頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片四、蒸發(fā)器的選型選型時(shí)應(yīng)考濾以下因素。選型時(shí)應(yīng)考濾以下因素。1溶液的粘度溶液的粘度蒸發(fā)過(guò)程中溶液粘度變化的范圍，是選型首要考慮的因素蒸發(fā)過(guò)程中溶液粘度變化的范圍，是選型首要考慮的因素2溶液的熱穩(wěn)定性溶液的熱穩(wěn)定性長(zhǎng)時(shí)間受熱易分解、易聚合以及易結(jié)垢的溶液蒸發(fā)時(shí)，應(yīng)采用滯料量少、長(zhǎng)時(shí)間受熱易分解、易聚合以及易結(jié)垢的溶液蒸發(fā)時(shí)，應(yīng)采用滯料量少、停留時(shí)間短的蒸發(fā)器。停留時(shí)間短

26、的蒸發(fā)器。3有晶體析出的溶液有晶體析出的溶液對(duì)蒸發(fā)時(shí)有晶體析出的溶液應(yīng)采用外加熱式蒸發(fā)器或強(qiáng)制循環(huán)蒸對(duì)蒸發(fā)時(shí)有晶體析出的溶液應(yīng)采用外加熱式蒸發(fā)器或強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。發(fā)器。4易發(fā)泡的溶液易發(fā)泡的溶液易發(fā)泡的溶液在蒸發(fā)時(shí)會(huì)生成大量層層重疊不易破碎的泡沫，充滿易發(fā)泡的溶液在蒸發(fā)時(shí)會(huì)生成大量層層重疊不易破碎的泡沫，充滿了整個(gè)分離室后即隨二次蒸汽排出，不但損失物料，而且污染冷凝了整個(gè)分離室后即隨二次蒸汽排出，不但損失物料，而且污染冷凝器。蒸發(fā)這種溶液宜采用外加熱式蒸發(fā)器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器或升膜器。蒸發(fā)這種溶液宜采用外加熱式蒸發(fā)器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器或升膜式蒸發(fā)器。若將中央循環(huán)管蒸發(fā)器和懸筐蒸發(fā)器設(shè)計(jì)大一些，也可

27、式蒸發(fā)器。若將中央循環(huán)管蒸發(fā)器和懸筐蒸發(fā)器設(shè)計(jì)大一些，也可用于這種溶液的蒸發(fā)。用于這種溶液的蒸發(fā)。第四十一頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片5有腐蝕性的溶液有腐蝕性的溶液蒸發(fā)腐蝕性溶液時(shí)，加熱管應(yīng)采用特殊材質(zhì)制成，或內(nèi)壁襯以耐腐蝕蒸發(fā)腐蝕性溶液時(shí)，加熱管應(yīng)采用特殊材質(zhì)制成，或內(nèi)壁襯以耐腐蝕材料。若溶液不怕污染，也可采用直接接觸式蒸發(fā)器。材料。若溶液不怕污染，也可采用直接接觸式蒸發(fā)器。6易結(jié)垢的溶液易結(jié)垢的溶液無(wú)論蒸發(fā)何種溶液，蒸發(fā)器長(zhǎng)久使用后，傳熱面上總會(huì)有污無(wú)論蒸發(fā)何種溶液，蒸發(fā)器長(zhǎng)久使用后，傳熱面上總會(huì)有污垢生成。垢層的導(dǎo)熱系數(shù)小，因此對(duì)易結(jié)垢的溶液，應(yīng)考垢生成。垢層的導(dǎo)熱系數(shù)小，因此對(duì)易結(jié)垢的溶液，應(yīng)考

28、慮選擇便于清洗和溶液循環(huán)速度大的蒸發(fā)器。慮選擇便于清洗和溶液循環(huán)速度大的蒸發(fā)器。7溶液的處理量溶液的處理量溶液的處理量也是選型應(yīng)考慮的因素。要求傳熱面積大于溶液的處理量也是選型應(yīng)考慮的因素。要求傳熱面積大于10m2時(shí)，時(shí)，不宜選用刮板攪拌薄膜蒸發(fā)器，要求傳熱面在不宜選用刮板攪拌薄膜蒸發(fā)器，要求傳熱面在20 m2以上時(shí)，宜以上時(shí)，宜采用多效蒸發(fā)操作。采用多效蒸發(fā)操作。第四十二頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 1 1、蒸發(fā)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)、蒸發(fā)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)（1 1）多效蒸發(fā)）多效蒸發(fā)（2 2）二次蒸汽再壓縮（熱泵蒸發(fā)）二次蒸汽再壓縮（熱泵蒸發(fā)） 熱泵的形式：熱泵的形式：機(jī)械式熱泵：消耗電能將低壓蒸汽壓縮為較高壓

29、力蒸汽。機(jī)械式熱泵：消耗電能將低壓蒸汽壓縮為較高壓力蒸汽。蒸汽噴射泵：利用高壓蒸汽壓縮低壓蒸汽，得到較高壓力的混蒸汽噴射泵：利用高壓蒸汽壓縮低壓蒸汽，得到較高壓力的混合蒸汽合蒸汽（3 3）額外蒸汽）額外蒸汽 （4 4）冷凝水顯熱的利用）冷凝水顯熱的利用 2 2、蒸發(fā)技術(shù)的應(yīng)用、蒸發(fā)技術(shù)的應(yīng)用五、蒸發(fā)的應(yīng)用與節(jié)能第四十三頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)晶設(shè)備結(jié)晶設(shè)備第四十四頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片一、結(jié)晶理論結(jié)晶的基本概念結(jié)晶的基本概念結(jié)晶原理結(jié)晶原理 利用溶質(zhì)之間溶解度的差異來(lái)利用溶質(zhì)之間溶解度的差異來(lái)進(jìn)行分離純化進(jìn)行分離純化 第四十五頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片過(guò)飽和溶液的臨界晶體半徑過(guò)飽和溶液的臨界晶

30、體半徑 過(guò)飽和溶液呈相平衡時(shí)的微小晶體半徑過(guò)飽和溶液呈相平衡時(shí)的微小晶體半徑Rn RRn 的晶體的晶體CCn，自動(dòng)溶解，自動(dòng)溶解 R Rn 的晶體的晶體CCn，自動(dòng)生長(zhǎng)，自動(dòng)生長(zhǎng)第四十六頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片結(jié)晶曲線n飽和曲線飽和曲線 溶質(zhì)在特定溶劑中溶解度與溫度溶質(zhì)在特定溶劑中溶解度與溫度的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線 n過(guò)飽和曲線過(guò)飽和曲線 溶液過(guò)飽度與結(jié)晶的關(guān)系曲線溶液過(guò)飽度與結(jié)晶的關(guān)系曲線第四十七頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 飽和曲線與過(guò)飽和曲線圖 濃度濃度 蒸發(fā)蒸發(fā) 過(guò)飽和曲線過(guò)飽和曲線 不穩(wěn)區(qū)不穩(wěn)區(qū) 飽和曲線飽和曲線 冷卻冷卻 介穩(wěn)區(qū)介穩(wěn)區(qū) E 穩(wěn)定區(qū)穩(wěn)定區(qū) 溫度溫度 在穩(wěn)定區(qū)在穩(wěn)定區(qū)：溶解速度：溶解速度

31、 結(jié)結(jié)晶速度。不會(huì)發(fā)生結(jié)晶；晶速度。不會(huì)發(fā)生結(jié)晶；在介穩(wěn)區(qū)在介穩(wěn)區(qū)：溶解速度：溶解速度 =結(jié)結(jié)晶速度。結(jié)晶不能自動(dòng)進(jìn)晶速度。結(jié)晶不能自動(dòng)進(jìn)行，但如果在介穩(wěn)溶液中行，但如果在介穩(wěn)溶液中加入晶種，能誘導(dǎo)結(jié)晶產(chǎn)加入晶種，能誘導(dǎo)結(jié)晶產(chǎn)生，晶體能生長(zhǎng)。生，晶體能生長(zhǎng)。在不穩(wěn)區(qū)：在不穩(wěn)區(qū)：溶解速度溶解速度 結(jié)晶速度。結(jié)晶能自動(dòng)進(jìn)結(jié)晶速度。結(jié)晶能自動(dòng)進(jìn)行，是自發(fā)形成晶核區(qū)域行，是自發(fā)形成晶核區(qū)域。第四十八頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片晶核形成與長(zhǎng)大晶核形成與長(zhǎng)大晶核形成晶核形成 溶液中各質(zhì)點(diǎn)間的吸引力溶液中各質(zhì)點(diǎn)間的吸引力溶質(zhì)與溶質(zhì)溶質(zhì)與溶質(zhì) 溶質(zhì)與溶劑溶質(zhì)與溶劑 溶劑與溶劑溶劑與溶劑 晶線晶線晶面晶面晶核晶核第四十九

32、頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 晶核長(zhǎng)大速度晶核長(zhǎng)大速度擴(kuò)散傳質(zhì)過(guò)程：待結(jié)晶的溶質(zhì)只能借擴(kuò)散穿過(guò)境界膜，擴(kuò)散傳質(zhì)過(guò)程：待結(jié)晶的溶質(zhì)只能借擴(kuò)散穿過(guò)境界膜，才能到達(dá)晶核表面。才能到達(dá)晶核表面。 晶核晶核境界膜境界膜 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)第五十頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片 境界膜境界膜 處于晶核附近的不穩(wěn)定高能質(zhì)點(diǎn)，受到晶體質(zhì)點(diǎn)的引力，放出處于晶核附近的不穩(wěn)定高能質(zhì)點(diǎn)，受到晶體質(zhì)點(diǎn)的引力，放出能量，排列到晶核上以后，晶體周圍的溶液就是一些溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)比較能量，排列到晶核上以后，晶體周圍的溶液就是一些溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)比較穩(wěn)定的溶液，這些溶液好象一層膜一樣包圍著晶核，通常稱這層膜穩(wěn)定的溶液，這些溶液好象一層膜一樣包圍著晶核，通常稱這層膜為境界膜。為

33、境界膜。 晶核晶核境界膜境界膜溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)第五十一頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片表面反應(yīng)過(guò)程表面反應(yīng)過(guò)程 到達(dá)晶核表面的溶質(zhì)在適當(dāng)?shù)木Ц裎恢瞄L(zhǎng)入晶到達(dá)晶核表面的溶質(zhì)在適當(dāng)?shù)木Ц裎恢瞄L(zhǎng)入晶面，使晶核增大，同時(shí)放出結(jié)晶熱面，使晶核增大，同時(shí)放出結(jié)晶熱。n晶核長(zhǎng)大速度晶核長(zhǎng)大速度 d/dt Trd/dt Tr過(guò)飽和溶液的濃度差過(guò)飽和溶液的濃度差 T結(jié)晶時(shí)的溫度結(jié)晶時(shí)的溫度溶液粘度溶液粘度 r境界膜厚度有關(guān)境界膜厚度有關(guān)第五十二頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片生長(zhǎng)速度關(guān)系式d/dt Trd/dt Trn 增加，增加，d/dtd/dt增加增加n r r增加，增加，d/dtd/dt增加增加 T T升高，升高，下降，下降，d/d

34、td/dt增加增加 過(guò)飽和溶液的濃度差、結(jié)晶時(shí)的溫度T、溶液粘度、境界膜厚度有關(guān)r 第五十三頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片二、起晶方法二、起晶方法自然起晶自然起晶 把溶液蒸發(fā)把溶液蒸發(fā)濃縮至過(guò)飽濃縮至過(guò)飽和區(qū)（不穩(wěn)和區(qū)（不穩(wěn)定區(qū)），則定區(qū)），則有大量晶核有大量晶核自然形成。自然形成。但晶核數(shù)量難但晶核數(shù)量難以控制，晶粒以控制，晶粒小。小。 第五十四頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片刺激起晶刺激起晶n把溶液蒸發(fā)至接近過(guò)飽和線后把溶液蒸發(fā)至接近過(guò)飽和線后把溶液放出，使溶液突然冷卻，把溶液放出，使溶液突然冷卻，進(jìn)入過(guò)飽和區(qū)形成大量晶核。進(jìn)入過(guò)飽和區(qū)形成大量晶核。n當(dāng)晶核達(dá)到一定數(shù)量后，回升當(dāng)晶核達(dá)到一定數(shù)量后，回升溫度，使溶液進(jìn)入介穩(wěn)區(qū)，停溫度，使溶液進(jìn)入介穩(wěn)區(qū)，停止晶核產(chǎn)生，然后再慢慢冷卻，止晶核產(chǎn)生，然后再慢慢冷卻，同時(shí)攪拌，使晶核長(zhǎng)大。同時(shí)攪拌，使晶核長(zhǎng)大。 第五十五頁(yè)，共66頁(yè)幻燈片晶種起