页数：57页文件大小：428.6 KB来源： 化工原理ppt课件
本课件讲解蒸发操作的特点、蒸发器的类型与结构、溶液沸点升高与温度差损失的计算。内容按第六章 蒸发通过本章学习，掌握蒸发操作的、6.1 概述等小节展开，配合图示、公式推导与例题说明相关参数的确定方法。
第六章蒸发通过本章学习，掌握蒸发操作的特点、蒸发器的类型、蒸发过程计算，能够根据生产工艺要求和物料特性，合理选择蒸发器类型并确定适宜操作流程和条件。学习目的与要求
本页为「概述」小节导览页，列出本节包含的内容要点。
蒸发将含有不挥发溶质的溶液加热至沸腾，使部分挥发性溶剂汽化并移除，从而获得浓缩溶液或回收溶剂的操作称为蒸发。蒸发操作的基本要点是向蒸发器连续提供足够的热量并及时移除汽化的溶剂。蒸发操作的基本要点一．蒸发的目的
蒸发操作的目的
二．蒸发的概念图6-1 液体蒸发的简化流程
三．蒸发过程分类加压蒸发常压蒸发真空（减压）蒸发操作压力蒸发器进、出料状况间歇蒸发连续蒸发
单效蒸发多效蒸发二次蒸汽是否用作另一蒸发器的加热蒸汽并流逆流平流三．蒸发过程分类
四．蒸发操作的特点1．溶液的沸点升高由于不挥发溶质的存在使溶液的沸点高于纯溶剂的沸点。对于垂直管式蒸发器，管内液柱的静压力及蒸汽在管道内的流动阻力也会引起溶液的沸点升高。沸点升高使传热推动力降低。
2．热能的综合利用蒸发时需要消耗大量加热蒸汽，而溶剂汽化又产生相应量的二次蒸汽，因而强化与改善蒸发器的传热效果，充分利用二次蒸汽的潜热，应给予足够的重视。四．蒸发操作的特点
3．溶液的工艺特性蒸发过程中溶液的某些性质随着溶液的组成而改变。有些物料在浓缩过程中可能析出结晶、发泡、严重结垢、变性分解、黏度增高、腐蚀性增大等。在选择蒸发工艺和设备时需要认真考虑，尤其是蒸发器的防垢除垢技术，是世界性的热门研究课题。四．蒸发操作的特点
本页为「循环型蒸发器」小节导览页，列出本节包含的内容要点。
一、垂直短管型蒸发器图6-2 中央循环管蒸发器1―加热室；2―中央循环管；3―蒸发室；4―外壳
一、垂直短管型蒸发器图6-3 悬筐式蒸发器1―加热蒸汽管；2―加热室；3―除沫器；4―液沫回流管
二、垂直长管型蒸发器图6-4 外热式蒸发器1―加热室；2―蒸发室；3―循环管
图6-5 列文式蒸发器1―加热室；2―加热管；3―循环管；4―蒸发室；5―除沫器；6―挡板；7―沸腾室二、垂直长管型蒸发器
图6-6 强制循环性蒸发器1―加热管；2―循环泵；3―循环管；4―蒸发室；5―除沫器二、垂直长管型蒸发器
三、直接接触传热蒸发器图6-7 直接接触传热的蒸发器1―燃烧室；2―点火管；3―测温管；4―外壳
四．循环型蒸发器的主要类型及其性能比较常用循环型蒸发器的结构特点及主要性能汇总于表6-1 。
本页为「单程型蒸发器」小节导览页，列出本节包含的内容要点。
一．升膜式蒸发器图6-8 升膜式蒸发器1―蒸发器；2―分离室；
图6-9 降膜式蒸发器1―蒸发器；2―分离室；3―布膜器二．降膜式蒸发器
三．升—降膜式蒸发器图6-11 升―降膜蒸发器1―预热器；2―升膜加热室；3―降膜加热室；4―分离室
四．刮板薄膜蒸发器图6-12 刮板薄膜蒸发器
五．单程型蒸发器性能的比较单程型蒸发器的特点是溶液沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发，一次通过加热室即达到所要求的组成。其突出优点是传热效率高，蒸发速度快，溶液在蒸发器内停留时间短，特别适用于热敏性物料的蒸发，因而在食品、生物制品、制药等工业部门得到广泛应用。几种单程型蒸发器的结构特点与操作性能如表6-2 所示。
本页为「蒸发设备和蒸发技术的发展」小节导览页，列出本节包含的内容要点。
一．开发新型、高效蒸发器新型高效蒸发器的研究开发有如下途径：
二．蒸发与其它单元操作结合将蒸发与其它化工单元操作结合，构成集成式的工艺流程，如蒸发干燥、蒸发分馏、蒸发结晶等。其中最具代表性的是强制循环蒸发结晶器及奥斯陆（Oslo）型蒸发结晶器，可在一个系统同时完成加热、蒸发及结晶等过程。
本页为「蒸发器的选型」小节导览页，列出本节包含的内容要点。
本页为「蒸发器的辅助设备」小节导览页，列出本节包含的内容要点。
本页为「物料衡算与热量衡算」小节导览页，列出本节包含的内容要点。
一．物料衡算图6-14 单效蒸发的
完成液的流量水分蒸发量完成液的组成一．物料衡算
二．热量衡算对蒸发器作热量衡算蒸发器的热负荷蒸发器的热损失
1.溶液稀释热较大的情况某些盐、碱的水溶液，在稀释时其放热效应非常显著。需通过实验测定焓值随组成和温度的变化。图6-15 是以0℃为基准温度的NaOH水溶液的焓浓图。由此可见，溶液的焓和组成的关系是高度非线性的。二．热量衡算
图6-15 氢氧化钠的焓浓图二．热量衡算
加热蒸汽消耗量加热蒸汽的冷凝潜热蒸发器的热负荷二．热量衡算
2.可忽略溶液稀释热的情况大多数溶液在溶质含量不太高时，其稀释热不显著常可忽略。对于这类溶液，其焓值可由比热容近似计算。以0℃的溶液为基准，则原料液比热容完成液的比热容二．热量衡算
水溶液的比热容可由水的比热容和溶质的比热容近似按线性加和原则计算溶质的比热容水的比热容二．热量衡算
联立物料衡算和热量衡算式，可得热损失使水在t1下汽化成二次蒸汽将原料液由t0升温至沸点t1加热蒸汽供热二．热量衡算
近似取水在t1℃的汽化热则有若原料液在沸点下加入蒸发器并忽略热损失，则单位蒸汽消耗量二．热量衡算
对于单效蒸发，若忽略水的汽化热随压力的变化，理论上：实际上由于热损失和浓缩的热效应等原因二．热量衡算
本页为「蒸发器的传热面积」小节导览页，列出本节包含的内容要点。
由传热速率方程计算，即由蒸发器的热衡算确定大多取经验数值必须考虑溶液沸点升高
一．溶液的温度差损失单效蒸发传热的有效温度差图6-16 NaOH水溶液的杜林线图单效蒸发传热的理论总温度差
总温度差损失引起蒸发中温差损失（沸点升高）的因素包括如下三个方面：①溶液中不挥发溶质引起的饱和蒸汽压下降；一．溶液的温度差损失
二．溶液沸点升高的计算1．溶质存在引起的沸点升高Δ′与溶液压力相等时水的沸点溶液的沸点
溶液沸点：与操作压力、溶液种类及其组成有关。获取查手册——附录中估算——杜林规则（Duhring’srule）二．溶液沸点升高的计算
杜林规则（Duhring’s rule）一定组成的某种溶液的沸点与相同压力下标准液体（一般以水为标准液体）的沸点呈线性关系。杜林线的截距杜林线的斜率二．溶液沸点升高的计算
图6-16 NaOH水溶液的杜林线图二．溶液沸点升高的计算
其他压力下溶液的沸点升高，在缺乏实验数据时可用下面经验公式近似估算，即常压下(101.3kPa)由于溶质存在引起的沸点升高操作压力下由于溶质存在引起的沸点升高校正系数二．溶液沸点升高的计算
2．液柱静压头引起的沸点升高Δ″以液层中部点的压力和沸点代表整个液层的平均压力和沸点液面处压力液层平均压力与压力pm对应的溶液沸点与压力p′对应的溶液沸点二．溶液沸点升高的计算
练习题目
作业题：1、2、31
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