>按蒸发方式分:自然蒸发、沸腾蒸发 口自然蒸发:溶液在低于溶液沸点的温度条件下汽化。汽化 只在溶液表面进行,汽化面积小,传热速率低,汽化速率低。 口沸腾蒸发:溶液在沸腾条件下汽化。汽化发生在溶液的各 个部位。汽化面积大,传热速率高,汽化速率高。 >按二次蒸汽是否被利用分:单效蒸发、多效蒸发 口单效蒸发:将二次蒸汽直接冷凝,而不利用其冷凝热的操 作。 口多效蒸发:将二次蒸汽引到下一蒸发器作为加热蒸汽,以 利用其冷凝热的串联操作。 本章讨论沸腾传热
Ø按蒸发方式分:自然蒸发、沸腾蒸发 q自然蒸发:溶液在低于溶液沸点的温度条件下汽化。汽化 只在溶液表面进行,汽化面积小,传热速率低,汽化速率低。 q沸腾蒸发:溶液在沸腾条件下汽化。汽化发生在溶液的各 个部位。汽化面积大,传热速率高,汽化速率高。 Ø按二次蒸汽是否被利用分:单效蒸发、多效蒸发 q单效蒸发:将二次蒸汽直接冷凝,而不利用其冷凝热的操 作。 q多效蒸发:将二次蒸汽引到下一蒸发器作为加热蒸汽,以 利用其冷凝热的串联操作。 本章讨论沸腾传热
5.1.6蒸发的特点 从蒸发的过程可以看出,蒸发操作总是从溶液中分离出部分 溶剂,而过程的实质是传热壁面一侧的蒸汽冷凝与另一侧的溶液 沸腾间的传热过程,溶剂的汽化速率由传热速率控制,故蒸发属 于热量传递过程。同时,蒸发器也是一种换热器。但蒸发操作和 设备与一般的传热过程有所不同。 蒸发具有下述特点: >传热性质:传热壁面一侧为加热蒸汽进行冷凝,另一侧为溶液 进行沸腾,故属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程。 >溶液性质:有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢和产生 泡沫;溶液的粘度在蒸发过程中逐渐增大,腐蚀性逐渐加强。这 些性质将影响设备的结构
5.1.6 蒸发的特点 从蒸发的过程可以看出,蒸发操作总是从溶液中分离出部分 溶剂,而过程的实质是传热壁面一侧的蒸汽冷凝与另一侧的溶液 沸腾间的传热过程,溶剂的汽化速率由传热速率控制,故蒸发属 于热量传递过程。同时,蒸发器也是一种换热器。但蒸发操作和 设备与一般的传热过程有所不同。 蒸发具有下述特点: Ø传热性质:传热壁面一侧为加热蒸汽进行冷凝,另一侧为溶液 进行沸腾,故属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程。 Ø溶液性质:有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢和产生 泡沫;溶液的粘度在蒸发过程中逐渐增大,腐蚀性逐渐加强。这 些性质将影响设备的结构
>溶液沸点的改变(升高):含有不挥发溶质的溶液,其蒸汽压较 同温度下纯水的低,即在相同的压强下,溶液的沸点高于纯水的 沸点,所以当加热蒸汽一定时,蒸发溶液的传热温度差要小于蒸 发水的温度差,两者之差称为温度差损失,而且溶液浓度越高, 温度差损失越大。 蒸发溶液温度差:△t=T-t 蒸发纯水温度差:△t=T-T” P一定时,t〉T’ .△tK△tT >泡沫挟带:二次蒸汽中常挟带大量泡沫,冷凝前必须设法除去。 否则既损失物料,又污染冷凝设备。 >能源利用:蒸发时产生大量二次蒸汽,含有许多潜热,应合理 利用这部分潜热
Ø溶液沸点的改变(升高):含有不挥发溶质的溶液,其蒸汽压较 同温度下纯水的低,即在相同的压强下,溶液的沸点高于纯水的 沸点,所以当加热蒸汽一定时,蒸发溶液的传热温度差要小于蒸 发水的温度差,两者之差称为温度差损失,而且溶液浓度越高, 温度差损失越大。 蒸发溶液温度差:Δt=T-t 蒸发纯水温度差:ΔtT=T-T’ ∵ P一定时, t > T’ ∴ Δt< ΔtT Ø泡沫挟带:二次蒸汽中常挟带大量泡沫,冷凝前必须设法除去。 否则既损失物料,又污染冷凝设备。 Ø能源利用:蒸发时产生大量二次蒸汽,含有许多潜热,应合理 利用这部分潜热
5.2蒸发设备 5.2.1常用蒸发器的结构与特点 蒸发器组成: 口加热室:加热溶液使之汽化 口分离室:分离二次蒸汽和完成液 化工生产中常用的间接加热蒸发器按加热室的结构和操作时 溶液的流动情况,分为两大类: 口循环型(非膜式) 口单程型(膜式)蕌 5.2.1.1循环型(非膜式)蒸发器蕌 循环型蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动, 溶液在蒸发器内停留时间长,溶液浓度接近于完成液浓度。根据 引起循环运动的原因,分为自然循环和强制循环型蒸发器。 口自然循环:由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不 同,产生密度差而引起的循环运动 口强制循环:依靠外力迫使溶液沿一个方向作循环运动
5.2 蒸发设备 5.2.1 常用蒸发器的结构与特点 蒸发器组成: q加热室:加热溶液使之汽化 q分离室:分离二次蒸汽和完成液 化工生产中常用的间接加热蒸发器按加热室的结构和操作时 溶液的流动情况,分为两大类: q循环型(非膜式) q单程型(膜式) 5.2.1.1 循环型(非膜式)蒸发器 循环型蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动, 溶液在蒸发器内停留时间长,溶液浓度接近于完成液浓度。根据 引起循环运动的原因,分为自然循环和强制循环型蒸发器。 q自然循环:由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不 同,产生密度差而引起的循环运动 q强制循环:依靠外力迫使溶液沿一个方向作循环运动
1杆中央循环管式(标准式)蒸发器蕌 中央循环管的截面积为其余加热管总 截面积的40%~100%,如图。 一二大蒸汽 加热蒸汽:加热室管束环隙内 溶液:溶液形成由中央循环管下降,而 由其余加热管上升的循环流动。优点: 口溶液循环好 原料液 口传热效率高 ·加热幕汽 口结构紧凑、制造方便、操作可靠 缺点: 冷凝水 口循环速度低 完成液 口溶液粘度大、沸点高 图5-1中央循环管式蒸发器 ▣不易清洗 1一加热室“2一分离室 适宜处理结垢不严重、腐蚀性小的溶液
1中央循环管式(标准式)蒸发器 中央循环管的截面积为其余加热管总 截面积的40%~100%,如图。 加热蒸汽:加热室管束环隙内 溶液:溶液形成由中央循环管下降,而 由其余加热管上升的循环流动。优点: q溶液循环好 q传热效率高 q结构紧凑、制造方便、操作可靠 缺点: q循环速度低 q溶液粘度大、沸点高 q不易清洗 适宜处理结垢不严重、腐蚀性小的溶液