第五章蒸发 5.1概述 在化工、轻工、食品、医药等工业中，通过化学反应或物 理性操作过程经常得到一些含溶质的稀溶液，为了得到符合标 准的产品，常将含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽， 从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。 5.1.1蒸发分离的依据 利用溶剂具有挥发性而溶质不挥发的特性使两者实现分离。 5.1.2蒸发操作的目的 >获得浓缩的溶液，直接作为成品或半成品 >脱除溶剂。此过程常伴随有结晶过程 >去除杂质
第五章 蒸发 5.1 概 述 在化工、轻工、食品、医药等工业中，通过化学反应或物 理性操作过程经常得到一些含溶质的稀溶液，为了得到符合标 准的产品，常将含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽， 从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。 5.1.1 蒸发分离的依据 利用溶剂具有挥发性而溶质不挥发的特性使两者实现分离。 5.1.2 蒸发操作的目的 Ø获得浓缩的溶液，直接作为成品或半成品 Ø脱除溶剂。此过程常伴随有结晶过程 Ø去除杂质
5.1.3蒸发操作的应用 在工业上，有三种情况：蕌 (I)制取液体产品。例如电解食盐水得到的NaOH稀溶液中，含有 约18%的NaC1,通过蒸发方法在除去大部分水的同时，将NaCl结 晶而分离除去，得到规定的液碱产品；蕌 (2)生产固体产品。将稀溶液浓缩达到饱和状态，然后冷却使溶 质结晶与溶液分离，从而获得固粒产品。例如，食盐精制、制 糖、制药等。蕌 (3)制取纯溶剂。采用蒸发方法使溶剂汽化并冷凝，使不挥发性 杂质分离而得到纯溶剂，例如海水淡化制取淡水等。 被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其它溶液，而工业 上处理的溶液大多为水溶液，所以本章仅讨论水溶液的蒸发
5.1.3 蒸发操作的应用 在工业上，有三种情况： (1)制取液体产品。例如电解食盐水得到的NaOH稀溶液中，含有 约18%的NaCl，通过蒸发方法在除去大部分水的同时，将NaCl结 晶而分离除去，得到规定的液碱产品； (2)生产固体产品。将稀溶液浓缩达到饱和状态，然后冷却使溶 质结晶与溶液分离，从而获得固粒产品。例如，食盐精制、制 糖、制药等。 (3)制取纯溶剂。采用蒸发方法使溶剂汽化并冷凝，使不挥发性 杂质分离而得到纯溶剂，例如海水淡化制取淡水等。 被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其它溶液，而工业 上处理的溶液大多为水溶液，所以本章仅讨论水溶液的蒸发
5.1.4蒸发的流程 1.加热室2.加热管 蒸发的设备主要是蒸发器 3.中央循环管 和冷凝器，基本流程如图。 4.分离室5.除沫器 不凝性气体 >蒸发器的作用是加热溶液使 6.冷凝器 水沸腾汽化，并移去，由加热 冷却水 室和分离室两部分组成。 二次蒸汽 加热室由传热管组成，中 央设置一循环管，加热用饱和 水蒸汽加热； 料液 分离室在加热室上部，为 一圆筒结构，使受热上升的溶加热蒸汽 液在此汽化并将汽液分离。 冷凝水 >冷凝器与蒸发器的分离室相 通，其作用是将产生的水蒸汽 冷凝而除去。 完成液 水
蒸发的设备主要是蒸发器 和冷凝器，基本流程如图。 Ø蒸发器的作用是加热溶液使 水沸腾汽化，并移去，由加热 室和分离室两部分组成。 加热室由传热管组成，中 央设置一循环管，加热用饱和 水蒸汽加热； 分离室在加热室上部，为 一圆筒结构，使受热上升的溶 液在此汽化并将汽液分离。 Ø冷凝器与蒸发器的分离室相 通，其作用是将产生的水蒸汽 冷凝而除去。 5.1.4 蒸发的流程 冷凝水 加热蒸汽 料液 二次蒸汽 完成液 水 冷却水 不凝性气体 1.加热室 2.加热管 3.中央循环管 4.分离室 5.除沫器 6.冷凝器
蒸发器的操作 蒸发操作时，溶液由分离室底部加入，沿中央循 环管流向加热室，在加热室垂直管束内通过时与饱和 蒸汽间接换热，被加热至沸腾状态，汽液混合物沿加 热管上升，达到分离室时蒸汽与溶液分离。为与加热 蒸汽相区别，产生的蒸汽称为二次蒸汽，二次蒸汽进 入冷凝器被除去。溶液仍在中央循环管与加热管中进 行循环，当达到浓度要求后称为完成液，从蒸发器底 部排出
蒸发器的操作 蒸发操作时，溶液由分离室底部加入，沿中央循 环管流向加热室，在加热室垂直管束内通过时与饱和 蒸汽间接换热，被加热至沸腾状态，汽液混合物沿加 热管上升，达到分离室时蒸汽与溶液分离。为与加热 蒸汽相区别，产生的蒸汽称为二次蒸汽，二次蒸汽进 入冷凝器被除去。溶液仍在中央循环管与加热管中进 行循环，当达到浓度要求后称为完成液，从蒸发器底 部排出
5.1.5蒸发的分类 >按操作压强分：加压蒸发、常压蒸发、真空蒸发 真空蒸发的优点： 1.减压下溶液沸点t,降低，使蒸发器的传热推动力△t=T-t 增大，因而，对一定的传热量Q,可节省蒸发器的传热面积S。 2.蒸发操作的热源可采用低压蒸汽或废热蒸汽，节省能耗。 P↓，T↓，△t一定，Q不变 3.适于处理热敏性物料，即在高温下易分解、聚合或变质的 物料。 4.减少蒸发器的热损失。 真空操作的缺点： 1.溶液的沸点降低，使粘度增大，导致总传热系数下降。 2.动力消耗大。因需要有造成减压的装置
5.1.5 蒸发的分类 Ø按操作压强分：加压蒸发、常压蒸发、真空蒸发 真空蒸发的优点： 1.减压下溶液沸点t1降低，使蒸发器的传热推动力Δt=T-t1 增大，因而，对一定的传热量Q，可节省蒸发器的传热面积S。 2.蒸发操作的热源可采用低压蒸汽或废热蒸汽，节省能耗。 P↓,T ↓,Δt一定，Q不变 3.适于处理热敏性物料，即在高温下易分解、聚合或变质的 物料。 4.减少蒸发器的热损失。 真空操作的缺点： 1.溶液的沸点降低，使粘度增大，导致总传热系数下降。 2.动力消耗大。因需要有造成减压的装置