POLYTECHNIC 第七章蒸发 71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。 7.1.1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 INNER +获得浓缩的溶液,直接作为成品或半成品 SASITY POLYTEC 7.12蒸发操作的目的 >脱除溶剂。此过程常伴随有结晶过程NcuN 去除杂质。 2021年2月23日 之 160
160 2021年2月23日 第七章 蒸发 7.1 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。 7.1.1 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。 7.1.2 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
0713蒸发操作的应用大 在工业上,有三种情况:蕌 MONGOLIA 含有约18%的Na,通过蒸发方法在除去大部分水的同时,M (1)制取液体产品。例如电解食盐水得到的NaOH稀溶液中, 将NaC结晶而分离除去,得到规定的液碱产品;蕌YEc (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)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 vI109 ALISUEAIN R MONGOL IA IVERSITY POLYTEC 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 2021年2月23日 OLYIECHNIC UNIVER 之 260
260 2021年2月23日 7.1.3 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
71.4蒸发的流程 1加热室2加热管 用来进行蒸发的设备主要是蒸3中央循环管 发器和冷凝器,基本流程如图。 4分离室5.除沫 不凝性气体 6泠凝器 冷却水 束过壁视和泰 接 二次蒸汽 换被热猞沸腾获忝然 汽漏命铷漲堀热管室 达缈分离案賊燕洧与溶潑分 离水游姗热蒸汽相区别,T料液 产生的蒸汽称为热钦蒸流, 3 濒蒸汽笾鋹冷凝被除去。加热蒸汽 溶裟的雀收痍猫环倖貊叛 冷凝水 管建循环,当达到浓度 冷凝而除去 OLYTECHNIC UNIVE 完成液 水 2021年2月23日 ,360
360 2021年2月23日 用来进行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。 q加热室由传热管组成， 中央设置一循环管，加热 用的饱和水蒸汽在加热室 管间冷凝放热用于对管内 水溶液进行加热； q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。 7.1.4 蒸发的流程 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。 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
0715蒸发的分类)大 1 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AtT 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,TAt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。 0cgs14减少蒸发器的热损失 真空操作的缺点: INNER MONGOL IA 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 2021年2月23日 OLYTECHNIC 460
460 2021年2月23日 7.1.5 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=Tt1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
POLYTECHNIC 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 sp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于分:单效蒸发、多效蒸发 口单效蒸发:将玉次蒸汽直接冷凝,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, 01s以利用其冷凝热的串联操作 INNER MIONGOL IA OLYTECHNIC UNIVERSITY POLYTECHVC UN 本章讨论沸腾传热》 2021年2月23日 之 560
560 2021年2月23日 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于分：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