蒸發(fā)設(shè)備圖例

蒸發(fā)設(shè)備圖例第1頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)概念蒸發(fā)：溶液的濃縮。將含有不揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液加熱至沸騰使溶劑氣化，并將形成的蒸汽不斷移除，從而提高溶液濃度的工藝過(guò)程。蒸發(fā)器：實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)操作的設(shè)備。有直接加熱式和間接加熱式，后者常用。間接加熱蒸發(fā)器組成包括：加熱室和分離室兩部分。加熱室：完成對(duì)溶液的加熱并使溶劑部分氣化。分離室：將二次蒸汽中夾帶的液滴沉降分離。第2頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)基本概念1加熱蒸汽：蒸發(fā)器的熱源蒸汽，由蒸汽鍋爐產(chǎn)生。也稱(chēng)新鮮蒸汽。二次蒸汽：溶劑氣化而形成的蒸汽。該部分蒸汽必須不斷地被移除出蒸發(fā)器，以避免在蒸發(fā)器內(nèi)形成氣液平衡，導(dǎo)致蒸發(fā)操作無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。所采用的移除方法是：冷凝。第3頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)基本概念2根據(jù)蒸發(fā)流程中，二次蒸汽冷凝時(shí)釋放的熱量是否再應(yīng)用于蒸發(fā)流程，蒸發(fā)工藝分為：?jiǎn)涡д舭l(fā)：二次蒸汽直接用冷凝器冷凝，其熱量不再應(yīng)用于蒸發(fā)操作。多效蒸發(fā)：多臺(tái)（也稱(chēng)效）蒸發(fā)器串聯(lián)操作，前一臺(tái)蒸發(fā)器的二次蒸汽被送入下一臺(tái)蒸發(fā)器的加熱室，以作為下一臺(tái)蒸發(fā)器的熱源。該法更節(jié)能、經(jīng)濟(jì)。第4頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第5頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單效蒸發(fā)流程說(shuō)明上圖為單效蒸發(fā)流程。過(guò)程：加熱蒸汽被送入蒸發(fā)器加熱室的管間，溶液在管內(nèi)流過(guò)，由加熱管壁面?zhèn)鳠岫谷芤悍序v，濃縮液連續(xù)不斷從蒸發(fā)器底部排出。二次蒸汽由真空管吸入冷凝器冷凝，其中夾帶的不凝性氣體經(jīng)分離器、真空泵而排出。第6頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)基本概念3蒸發(fā)操作可在加壓、常壓或減壓下進(jìn)行，最常用的是減壓蒸發(fā)。減壓蒸發(fā)：操作壓強(qiáng)低于大氣壓下的蒸發(fā)操作。也稱(chēng)減壓濃縮、真空蒸發(fā)、真空濃縮。效果：溶液沸點(diǎn)低，適用于熱敏性物料的濃縮，可用低溫?zé)嵩矗吹蛪赫羝驈U蒸汽）；采用高溫?zé)嵩磩t可提高傳熱溫度差。但溶液粘度大，傳熱效果變差，且需增設(shè)真空泵。第7頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)與一般傳熱的區(qū)別雖然也為傳熱過(guò)程，但蒸發(fā)有別于一般傳熱，表現(xiàn)為四點(diǎn)：蒸發(fā)與一般傳熱的區(qū)別；溶液濃度的升高,將導(dǎo)致其物理性質(zhì)變化—腐蝕性增強(qiáng),粘度增大,易結(jié)晶結(jié)垢,有時(shí)產(chǎn)生泡沫,有些溶液有熱敏性；相對(duì)于純?nèi)軇芤褐泻胁粨]發(fā)性的溶質(zhì)，其蒸汽壓要更低，在一定操作壓強(qiáng)下，沸點(diǎn)比純?nèi)芤阂?。?jié)能：蒸發(fā)過(guò)程要消耗大量熱能，但也產(chǎn)生溫度較高的二次蒸汽和冷凝水，合理回收二者能量有助于節(jié)能。

第8頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)設(shè)備類(lèi)型和基本結(jié)構(gòu)蒸發(fā)器的兩個(gè)基本組成部分:⑴加熱室—使溶液受熱,達(dá)到沸騰狀態(tài).⑵分離室—二次蒸汽脫離液面后,使其內(nèi)夾帶的液滴被分離(用重力沉降).根據(jù)溶液的循環(huán)情況,蒸發(fā)設(shè)備分:⑴循環(huán)型蒸發(fā)器（也稱(chēng)非膜式）—溶液在加熱室內(nèi)循環(huán)流動(dòng)(自然循環(huán)或強(qiáng)制循環(huán)).⑵單程型蒸發(fā)器（也稱(chēng)膜式）—溶液只流經(jīng)加熱室一次.第9頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第10頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中央循環(huán)管式蒸發(fā)器1加熱室設(shè)置中央粗管和周?chē)?xì)管目的—使溶液在兩種管內(nèi)因受熱程度(最終為汽化分率)出現(xiàn)差異,密度出現(xiàn)差異,形成溶液內(nèi)部的自然循環(huán)流動(dòng)。第11頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中央循環(huán)管式蒸發(fā)器2任取一根管子考察單位體積溶液所具有的傳熱面積S和溶液體積量V、管子內(nèi)徑d的關(guān)系。第12頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)準(zhǔn)（中央循環(huán)管型）蒸發(fā)器3中央循環(huán)管受熱差，汽化率低，溶液密度大，故溶液下降。周邊細(xì)管受熱好，汽化率高，溶液密度小，故溶液上升。中央循環(huán)管面積為加熱管總截面積的40%~100%，由此形成循環(huán)，速度為0.4~0.5m／s。蒸發(fā)器加熱室不易清洗。適用于處理結(jié)垢不嚴(yán)重，腐蝕性較小的溶液。第13頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第14頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月懸筐式對(duì)中央循環(huán)管型的改進(jìn)，環(huán)隙截面積是沸騰管的100%~150%，溶液循環(huán)速度為1~1.5m／s。易清洗。適用于：蒸發(fā)時(shí)有少量晶體析出的溶液。第15頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第16頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月外熱式加熱管較長(zhǎng)，循環(huán)管內(nèi)的溶液未受蒸汽加熱，其密度較加熱管的大。循環(huán)速度為1.5m／s。適用于有少量晶體析出的溶液蒸發(fā)。第17頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月列文式蒸發(fā)器1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在加熱室的上部設(shè)置了一段2~3m長(zhǎng)的空白圓筒，由此附加液柱高度而形成的相對(duì)高壓，使加熱管內(nèi)的溶液雖然受熱程度較高（溫度較高），但并不沸騰，溶液只有上升到空白圓筒段后，才達(dá)到沸騰狀態(tài)，可避免易結(jié)晶溶液的晶體在加熱管表面析出而結(jié)垢。適用：易結(jié)晶溶液的濃縮。第18頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月列文式蒸發(fā)器2缺點(diǎn)：空白圓筒段設(shè)置增加了加熱、沸騰段的總體高度，也使循環(huán)管高度達(dá)到了7~8m，雖使溶液的循環(huán)速度增至2-3m/s，但廠房需有足夠的高度，且設(shè)備龐大，耗材多，造價(jià)高。第19頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第20頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第21頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月強(qiáng)制循環(huán)型利用外加動(dòng)力（泵）形成溶液循環(huán)流動(dòng)，循環(huán)速度為2~5m／s。適用于：易結(jié)晶、易結(jié)垢或粘度大的溶液。但動(dòng)力消耗較大。通常為0.4~0.8kW／m2

。第22頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月球形濃縮罐(補(bǔ)充)第23頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第24頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第25頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月球形濃縮罐說(shuō)明制藥﹑食品﹑化工行業(yè)進(jìn)行間歇蒸發(fā)操作，廣泛使用球形濃縮罐。不再采用加熱管式加熱，而應(yīng)用夾套加熱。分離器在于將二次蒸汽所夾帶液滴經(jīng)分離后，返回罐內(nèi)，避免物料損失。受液灌回收有機(jī)溶媒。采用真空操作，濃縮時(shí)間短。第26頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單程型(膜式)蒸發(fā)器原理：采用傳熱效果最佳的薄膜流動(dòng)傳熱,溶液流經(jīng)加熱管只一次,且時(shí)間極短（一般為幾秒到十幾秒），即達(dá)到濃縮要求，故特別適合于熱敏性物料的濃縮。常用類(lèi)型：升膜、降膜、升-降膜、刮板薄膜式、離心薄膜式。第27頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第28頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月升膜蒸發(fā)器原料預(yù)熱至達(dá)到或接近沸點(diǎn)，在加熱室內(nèi)膜狀流動(dòng)（傳熱效果最好）。預(yù)熱原因：使溶液一到達(dá)加熱管即能產(chǎn)生大量蒸汽，對(duì)溶液上升形成抽吸作用。適用于：蒸發(fā)量大的稀或粘度低的溶液，有熱敏性或易生泡的溶液；但：粘度高，有晶體析出或結(jié)垢情況不適。第29頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第30頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月降膜蒸發(fā)器適用于：粘度較大、但不是非常大的熱敏性物料；易結(jié)晶，結(jié)垢溶液不宜。通過(guò)降膜分布器（三種常用）產(chǎn)生膜狀流動(dòng)。第31頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第32頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月升-降膜蒸發(fā)器同一加熱室內(nèi)一分為二——先升后降，原料需預(yù)熱。適用于：粘度隨濃度改變而變化較大的溶液或廠房高度受限場(chǎng)合。第33頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第34頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第35頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月刮板薄膜蒸發(fā)器原理：利用外在裝置（刮板），外在動(dòng)力布膜。適用于：粘度特高，易結(jié)晶，結(jié)垢的熱敏性物料。但傳熱量小，處理量小，需額外耗能。第36頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第37頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月離心式薄膜蒸發(fā)器1過(guò)程——轉(zhuǎn)鼓內(nèi)設(shè)置多層由上、下碟片所構(gòu)成的空心夾層，夾套內(nèi)通入加熱蒸汽，原料液由送料管經(jīng)分配裝置而噴灑到每一夾套的上表面，夾套隨轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)，離心作用使得料液分布成0.1mm的薄層液膜，得以快速蒸發(fā)，夾層內(nèi)加熱蒸汽釋放潛熱后冷凝水匯集到排出管，而濃縮液由離心作用進(jìn)入收集槽經(jīng)濃縮液排出，二次蒸汽匯集到外殼處的排氣管排出。第38頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月離心式薄膜蒸發(fā)器2特點(diǎn)：傳熱系數(shù)大、濃縮比高、受熱時(shí)間短、不易起泡和結(jié)垢。兼具離心分離和薄膜濃縮的雙重特點(diǎn)。第39頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第40頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)器的附屬設(shè)備除沫器：將二次蒸汽夾帶的液沫繼續(xù)除盡；安裝于蒸發(fā)器頂部或二次蒸汽管道。冷凝器：將二次蒸汽冷凝而成為冷凝水?？梢詾橹苯永淠?，也可以為間接冷凝器；疏水閥。第41頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第42頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月疏水閥（疏水器）1作用：阻汽排液（在蒸發(fā)操作中，阻止加熱蒸汽排出，而只排送冷凝水）。類(lèi)型：機(jī)械式——依靠蒸汽疏水閥內(nèi)凝結(jié)水液位高度的變化而動(dòng)作。有：浮子式、浮球式。熱靜力型——依靠液體溫度的變化而動(dòng)作。有：雙金屬片式、蒸汽壓力式；第43頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月疏水閥（疏水器）類(lèi)型2熱動(dòng)力型——依靠液體的熱動(dòng)力學(xué)性質(zhì)(指流速和壓強(qiáng)）的變化而動(dòng)作。如：圓盤(pán)式、脈沖式。圓盤(pán)式：由于在相同的壓力下，液體與氣體的流速不同，產(chǎn)生不同的動(dòng)、靜壓力，驅(qū)使圓盤(pán)閥片動(dòng)作。

第44頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第45頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)器選用考慮因素（依溶液性質(zhì)）粘度：首選考慮。熱敏性：膜式適用。結(jié)晶：外熱式、強(qiáng)制型、刮板薄膜式、列文型。易發(fā)泡：外熱式、強(qiáng)制型、升膜式。有腐蝕性：材質(zhì)考慮。易結(jié)垢：循環(huán)速度高或易清洗。溶液處理量：刮板薄膜式傳熱面積10m2以下。若需20m2以上，則選用多效。第46頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第47頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溶液的沸點(diǎn)升高及來(lái)源沸點(diǎn)升高—指溶液和純?nèi)軇┰谙嗤僮鲏簭?qiáng)下的沸點(diǎn)差值。與純?nèi)軇┫啾?在相同的操作壓強(qiáng)下,溶液的沸點(diǎn)將更高，又稱(chēng)溫度差損失。將使傳熱平均溫度差下降。來(lái)源于三個(gè)方面:溶液的蒸汽壓下降;加熱室液柱靜壓強(qiáng)；蒸汽流動(dòng)阻力。

第48頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溶液的蒸汽壓下降引起的沸點(diǎn)升高值1蒸汽壓下降：溶液中存在著不具揮發(fā)性的溶質(zhì)，與純?nèi)軇┫啾龋芤旱膿]發(fā)性降低，在相同操作壓強(qiáng)下，溶液沸點(diǎn)比純?nèi)軇┓悬c(diǎn)要升高。估算方法：校正系數(shù)法：用公式估算。

——操作壓強(qiáng)下的沸點(diǎn)升高值；

——常壓下的沸點(diǎn)升高值；第49頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溶液的蒸汽壓下降引起的沸點(diǎn)升高值2f——溫度校正系數(shù)。

——操作壓強(qiáng)下二次蒸汽的溫度，℃；

——操作壓強(qiáng)下二次蒸汽的氣化潛熱，kj/kg。第50頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第51頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溶液的蒸汽壓下降引起的沸點(diǎn)升高值2估算方法之二：杜林直線法。與某種標(biāo)準(zhǔn)溶液沸點(diǎn)相比，溶液的沸點(diǎn)與該標(biāo)準(zhǔn)溶液沸點(diǎn)呈直線關(guān)系。所以，已知兩者在兩個(gè)操作壓強(qiáng)下的各自沸點(diǎn)值，可作出一條直線，以直線為準(zhǔn)，當(dāng)知道標(biāo)準(zhǔn)溶液的特定操作壓強(qiáng)下沸點(diǎn)值時(shí)，可以查出同一壓強(qiáng)時(shí)的溶液沸點(diǎn)。一般以水為標(biāo)準(zhǔn)溶液。如下圖。第52頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第53頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度差損失例題1對(duì)20%NaOH水溶液，求下面各項(xiàng)。1.查圖求101.33kPa壓強(qiáng)下該溶液的沸點(diǎn)。2.分別利用系數(shù)校正法和杜林直線法求50kPa壓強(qiáng)下因溶液蒸汽壓下降而引起的溫度差損失。（50kPa下，水的沸點(diǎn)為81.2℃，氣化潛熱為2304.5kj/kg）。第54頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液柱附加壓強(qiáng)而產(chǎn)生的沸點(diǎn)升高1在循環(huán)型蒸發(fā)器中，加熱室內(nèi)液層有一定的高度，此附加液柱導(dǎo)致液層內(nèi)的液體操作壓強(qiáng)比液面處操作壓強(qiáng)高，因此，液層內(nèi)的沸點(diǎn)比液面處沸點(diǎn)高，此高出的沸點(diǎn)值即為。但該部分沸點(diǎn)升高值一般以液層中間位置的沸點(diǎn)值求出。且溶液中溶劑一般以水來(lái)論。第55頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液柱附加壓強(qiáng)而產(chǎn)生的沸點(diǎn)升高2計(jì)算式：上兩式：——液層中部壓強(qiáng)下水的沸點(diǎn)；

——液面處的水的沸點(diǎn)，即二次蒸汽溫度。第56頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度差損失例題2在中央循環(huán)管式蒸發(fā)器內(nèi)，蒸發(fā)25%CaCl2水溶液，已測(cè)得二次蒸汽的絕對(duì)壓強(qiáng)為40kPa。加熱管內(nèi)液層深度為2.3m，溶液平均密度為1200kg/m3

。試求因溶液液柱靜壓強(qiáng)引起的溫度差損失△’’，同時(shí)求算出溶液的沸點(diǎn)。第57頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二次蒸汽流動(dòng)阻力而引起的溫度差損失二次蒸汽在流入到冷凝器的管道內(nèi)流動(dòng)，由于有流動(dòng)阻力，使蒸汽壓強(qiáng)降低，從而使蒸汽溫度降低，此溫度降低值部分為。一般依經(jīng)驗(yàn)值估算，效間流動(dòng)取為=1℃，末效到冷凝器?。?1.5℃。第58頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月總溫度差損失綜上，從冷凝器到蒸發(fā)器液層中部，總溫度差損失為：第59頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度差損失例題3在單效蒸發(fā)器中將某種水溶液從10%濃縮到30%。加熱蒸汽為105℃的飽和蒸汽，冷凝器內(nèi)溫度為59℃。液層深度為2m，溶液平均密度為1080kg/m3

。已知常壓下溶液因蒸汽壓下降而引起的溫度差損失為4℃。試求：⑴總溫度差損失；⑵有效溫度差；⑶溶液沸點(diǎn)。第60頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單效蒸發(fā)工藝計(jì)算1計(jì)算已知條件:加熱蒸汽的溫度T(或壓強(qiáng)P)；原料液的流量F、進(jìn)料溫度和濃度；濃縮液的出料溫度和濃度。蒸發(fā)器的操作壓強(qiáng)。第61頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單效蒸發(fā)工藝計(jì)算2工藝計(jì)算項(xiàng):水分蒸發(fā)量W—據(jù)物料衡算;加熱蒸汽消耗量D—據(jù)熱量衡算;蒸發(fā)器的傳熱面積S—據(jù)換熱器傳熱速率.第62頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第63頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水分蒸發(fā)量W計(jì)算在蒸發(fā)器中，對(duì)溶質(zhì)做物料衡算，得：?jiǎn)挝唬簁g/h。第64頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月加熱蒸汽消耗量D計(jì)算1對(duì)蒸發(fā)器做能量衡算，有：即：第65頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月加熱蒸汽消耗量D計(jì)算2上式中，原料液的焓和完成液的焓的獲得，分兩種情況：溶液濃縮熱不可以忽略時(shí)：有些溶液在稀釋時(shí)釋放過(guò)多的稀釋熱，所以在被濃縮時(shí)，將額外吸收較多的濃縮熱，此部分熱量不可忽略。所以此時(shí)熱量需要用專(zhuān)門(mén)的焓-濃圖得到。（如下頁(yè)）第66頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第67頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月加熱蒸汽消耗量D計(jì)算3濃縮熱可以忽略時(shí)，溶液的焓將只是其溫度和濃度的函數(shù)值，即：第68頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月加熱蒸汽消耗量D計(jì)算4將以上關(guān)系代入前述公式，并做適當(dāng)簡(jiǎn)化，得：上式表明：蒸發(fā)熱量被用于水分氣化、加熱原料到沸點(diǎn)、熱損失。第69頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單位蒸汽耗量e定義：每獲得1kg的二次蒸汽所消耗的加熱蒸汽質(zhì)量。為蒸發(fā)操作的技術(shù)指標(biāo)，顯然，該數(shù)值越小，相同生產(chǎn)任務(wù)下，耗能越少，經(jīng)濟(jì)程度越高。最小的e值為：原料液預(yù)熱到沸點(diǎn)、且無(wú)熱損失，此時(shí)，基本為1。第70頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)器的傳熱面積S計(jì)算公式：Q=Dr；K一般用經(jīng)驗(yàn)是數(shù)值；而；理論計(jì)算面積須加20%左右的安全考慮。第71頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第72頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單效蒸發(fā)計(jì)算例題1在單效蒸發(fā)器中，每小時(shí)將5400kg，20%NaOH水溶液濃縮到50%。原料液的溫度為60℃，比熱為3.4kJ／(kg.℃)。加熱蒸汽與二次蒸汽的絕對(duì)壓強(qiáng)分別為400KPa及50KPa。操作條件下溶液的沸點(diǎn)為126℃，總傳熱系數(shù)為1560w／(m2.℃)。加熱蒸汽的冷凝水在飽和溫度下排除。熱損失可以忽略不計(jì)。試求：第73頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月續(xù)上（1）考慮濃縮熱時(shí):①加熱蒸汽消耗量及單位蒸汽耗量；②傳熱面積。（2）忽略濃縮熱時(shí):①加熱蒸汽消耗量及單位蒸汽耗量；②若原料液的溫度改為30℃及126℃，分別求①項(xiàng)。第74頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月上例所需數(shù)據(jù)(據(jù)查)由焓-濃圖知:原料液焓=210kj/kg,濃縮液焓=620kj/kg.加熱蒸汽數(shù)據(jù):溫度=143.4℃,蒸汽的焓=2742.1kj/kg,汽化熱=2138.5kj/kg,冷凝水的焓=603.61kj/kg.二次蒸汽數(shù)據(jù):溫度=81.2℃,蒸汽的焓=2644.3kj/kg,汽化熱=2304.5kj/kg.第75頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月減小蒸發(fā)器傳熱面積的方法1據(jù)傳熱速率公式：，知減小蒸發(fā)器傳熱面積的方法可從以下途徑考慮：①減小熱負(fù)荷；②增大傳熱溫度差；③提高總傳熱系數(shù)。熱負(fù)荷由生產(chǎn)任務(wù)所確定，不能隨意改變；增大傳熱溫度差受企業(yè)蒸汽鍋爐氣壓和冷凝器的真空條件所限；第76頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月減小蒸發(fā)器傳熱面積的方法2提高總傳熱系數(shù)是重點(diǎn)考察的方法:一般蒸汽冷凝側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)較大且污垢熱阻較小，在能及時(shí)將冷凝水排出情況下，該側(cè)傳熱系數(shù)提高有限；主要的熱阻來(lái)源于溶液沸騰側(cè)的對(duì)流傳熱熱阻和污垢熱阻，因此一般應(yīng)盡量增大溶液的循環(huán)速度和及時(shí)、定期進(jìn)行除垢，另外此側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)隨傳熱管內(nèi)溶液被蒸發(fā)時(shí)的情況而變化，有提高的余地。第77頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1段預(yù)熱區(qū)：溶液預(yù)熱到達(dá)沸點(diǎn)。2、3、4、5段沸騰區(qū)：原料氣化、氣泡逐漸匯合長(zhǎng)大，5段中形成了液體的膜狀流動(dòng)，對(duì)流傳熱系數(shù)最大6段飽和蒸汽區(qū)：氣體量增加，液膜被蒸干，形成飽和蒸汽區(qū)，對(duì)流傳熱系數(shù)有所降低。第78頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月減小蒸發(fā)器傳熱面積的方法3為加大沸騰傳熱系數(shù)，就應(yīng)造成良好的流體動(dòng)力條件，使沸騰區(qū)盡可能擴(kuò)大，尤其是第5段的膜狀區(qū)。預(yù)熱區(qū)和飽和區(qū)應(yīng)盡量縮小，因此原料應(yīng)預(yù)熱到沸點(diǎn)或接近沸點(diǎn)而送入蒸發(fā)器。第79頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)流程多效蒸發(fā)與單效蒸發(fā)相比:更經(jīng)濟(jì),更節(jié)能。前效二次蒸汽能作為后效的加熱蒸汽,原因是:前效的操作壓強(qiáng)、溶液沸點(diǎn)比后效高。

基本流程有:并流加料、逆流加料、平流加料等流程。第80頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)—單位蒸汽耗量值1效數(shù)12345單位蒸汽耗量值e1.10.570.40.30.27第81頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)—單位蒸汽耗量值2上表說(shuō)明:效數(shù)越多,單位蒸汽耗量數(shù)值越小,生產(chǎn)相同量的二次蒸汽,所消耗的加熱蒸汽越少,可見(jiàn),設(shè)備操作費(fèi)用越低。效數(shù)越多,單位蒸汽耗量數(shù)值降低幅度越小,而設(shè)備臺(tái)數(shù)卻相應(yīng)增加,設(shè)備投資費(fèi)增長(zhǎng)。效數(shù)應(yīng)有合理數(shù)值,并非越多越好。第82頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)流程1并流加料法：原料液和加熱蒸汽都送入首效，所獲得的中間濃縮液和二次蒸汽順次由首效經(jīng)二效、三效‥‥‥而到末效，完成液只從末效取出，末效二次蒸汽直接送入冷凝器經(jīng)冷凝排除。蒸汽和溶液流向相同。第83頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)流程2并流加料法特點(diǎn)：溶液從高壓效流向低壓效，效間輸送，可自行流動(dòng)，無(wú)需用泵；溶液從高沸點(diǎn)效流向低沸點(diǎn)效，在后效處于過(guò)熱狀態(tài)，可自蒸發(fā)而多產(chǎn)生一部分二次蒸汽；溶液效間流動(dòng)時(shí)，濃度越來(lái)越高，粘度逐效增大；而溫度越來(lái)越低，粘度也逐效增大，所以，溶液粘度升高，致使總傳熱系數(shù)逐效降低，傳熱效果變差。第84頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第85頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第86頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月上圖說(shuō)明溫州南大輕工機(jī)械有限公司SJN系列三效濃縮器。采用負(fù)壓外加熱自然循環(huán)（外熱式）蒸發(fā)操作。根據(jù)需要，可單效﹑二效或三效操作。蒸發(fā)器外面均有保溫層。與單效相比，年節(jié)約蒸汽3500噸，節(jié)約用水9萬(wàn)噸，節(jié)約用電8萬(wàn)度，折人民幣10~15萬(wàn)元。第87頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)流程3逆流加料法：加熱蒸汽送入首效，二次蒸汽流向?yàn)?首效順次流入二效、三效‥‥‥直到末效；原料液送入末效，每效所獲中間濃縮液用泵順次由末效逐效流至首效。完成液從首效底部取出。二者流向相反。第88頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)流程4逆流加料法的特點(diǎn)：溶液從低壓效流向高壓效，效間輸送，需用泵；溶液從低沸點(diǎn)效流向高沸點(diǎn)效，到達(dá)前效時(shí)處于低于沸點(diǎn)溫度狀態(tài)，須多消耗熱量，以使其升溫到沸點(diǎn)；溶液效間流動(dòng)時(shí)，濃度越來(lái)越高，粘度逐效增大；而溫度越來(lái)越高，粘度則逐效降低，由于抵消效應(yīng)，所以，溶液粘度在各效基本不變，各效總傳熱系數(shù)大致相同。第89頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第90頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)流程5平流加料法：蒸汽流向仍為首效順次流向末效；原料液經(jīng)泵送后，同時(shí)送入各效，完成液從每效底部取出。適用的是：蒸發(fā)過(guò)程中有大量晶體析出的溶液濃縮，因?yàn)榇藭r(shí)濃縮液若在效間輸送將賭塞管路。第91頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第92頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)工藝計(jì)算1已知項(xiàng)目：原料液的流量、濃度、溫度和濃縮液的濃度；加熱蒸汽的溫度或操作壓強(qiáng)；冷凝器內(nèi)蒸汽的溫度或壓強(qiáng)；蒸發(fā)操作的效數(shù)，有時(shí)也由設(shè)計(jì)者選定。第93頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)工藝計(jì)算2計(jì)算項(xiàng)目：1、水分蒸發(fā)總量和各級(jí)蒸發(fā)量；2、加熱蒸汽消耗量；3、各級(jí)蒸發(fā)器傳熱面積。計(jì)算基本原則：

各級(jí)蒸發(fā)器傳熱面積相等或總傳熱面積最小。一般，為制造、操作、維修和庫(kù)存?zhèn)溆玫姆奖悖郧耙辉瓌t為多。第94頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第95頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第96頁(yè)，課件共110頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)工藝計(jì)算3（物料衡算）水分蒸發(fā)量（對(duì)溶質(zhì)做物料衡算）有：蒸發(fā)總量：各級(jí)水