化工专业英语翻译

Unit 16 Evaporation, Crystallization and Drying

第十六单元蒸发、结晶和干燥

1．蒸发

蒸发器是利用加热来浓缩溶液，或是利用热把溶解的固体从饱和溶液沉淀析出以对之回收。蒸发器是有着特殊规定的再沸器，以用于分离气液两相，或当固体物质沉淀或结晶析出时，用于除去该固体物质。在一些应用中，尤其当提供足够的干舷时，简单的釜式再沸器就足够了。管式的蒸发器或是水平的或是垂直的，或长或短；液体可位于管内或管外，循环可以是自然循环或是以泵或推进器驱动的强制性循环。

自然循环型的蒸发器是最常见的。强制循环型循环器非常适合于处理粘性或腐蚀性的物料，但是购置和维修的费用高。在长管式垂直设计中，由于蒸发，液体处于在环流或膜流中，相应地，该蒸发器称之为升膜式蒸发器。在降膜式蒸发器，液体分布于蒸发器的顶部，然后以流体的形式向下流。静压头可忽略，压降只不过是汽流的摩擦力，传热效果较好。由于接触时间短以及两相分离完全，降膜式蒸发适合于热敏性物料。

长管式蒸发器（或是自然循环或是强制循环）用得最广泛。管的直径范围从19～63 mm，长度12～30 ft。排管式蒸发器管长3～5 ft，它的中央降压管的面积与该管的横截面积相等。有时，排管式蒸发器中的循环以推进器来驱动。在某些类型的蒸发器中，固体直到它们达到所需的尺度时才开始循环。

在蒸发器的设计和操作时，热经济是一个主要考虑因素。因为离开的蒸汽的潜热没有被利用而是丢弃，所以单效蒸发器浪费能量。然而，利用多效蒸发器可以回收和再次利用大部分潜热。

已经开发了各种各式的蒸发器以用于特殊工业中的特殊应用。蒸发器的设计可分成如下基本类型：

直接加热蒸发器该类型的蒸发器包括盐池和浸泡燃烧装置。浸泡燃烧蒸发器可应用于那些由燃烧产物引起的溶液污染可接受的场所。

长管蒸发器在该类型蒸发器中，液体以薄膜的形式在长的垂直的热的蒸发管中流动，既可用降膜式蒸发器又可用升膜式蒸发器，处理能力大，适合于低粘度的溶液。

强制循环蒸发器在强制循环蒸发器中，液体由泵输送到蒸发管中，适用于那些会污染传热表面的物料，以及适用于蒸发器发生结晶的场所。

搅拌式薄膜蒸发器在这种蒸发器的设计中，利用机械方法（手段）将一薄层溶液撒到加热表面上。刮薄式蒸发器用于高粘度的物料和固体产物。

短管式蒸发器也称排管式蒸发器，用于制糖工业中。

蒸发器的选择

对于某一特殊应用，最适合的蒸发器类型的选择取决于下列因素：

（1）所需的处理量

（2）进料的粘度以及蒸发过程中粘度的增加

（3）所需的产物的本质：固体、淤泥或浓溶液

（4）产物的热敏性

（5）物料是否会产生污染

（6）溶液是否会起泡

（7）是否可用直接加热

辅助设备对于真空条件下操作的蒸发器，需要冷凝器和真空泵；对于水溶液，则需利用蒸汽喷射器和喷射式冷凝器。喷射式冷凝器是直接冷凝器，在该冷凝器中，蒸汽是利用冷却水喷射直接而冷却。

2．结晶

结晶用于固体的产生、纯化及其回收。结晶的产物有着好看的外表，流动性能好，易处理，易包装。该操作的应用范围广：从特种化学品（如药物）的小规模生产，到产品以吨数生产（如糖、常见盐类和肥料）生产（都可以使用该操作）。

结晶的设备可用于所得到液体过程和现象的方法加以分类，也可用用于悬浮增长晶体的方法加以分类。可以通过冷却或蒸发得到过饱和现象。有四类基本的结晶器：槽式结晶器、刮膜式结晶器、晶浆循环结晶器、以及母液循环式结晶器。

表3-2 总结了这些主要类型的结晶器的典型应用（译成为主动句较好）

结晶器的类型应用典型的用途

槽式结晶器间歇操作、规模生产小脂肪酸、植物油、糖

刮膜式结晶器有机化合物、用于有污染问题

的场所，粘性的物料

氯苯、有机酸、烷烃、石蜡油、环烷烃、

尿素

岩浆循环结晶器大颗粒晶体的生产、生产量大铵和其它无机盐、氯化钠和氯化钾

液体循环结晶器生产均匀的晶体（其尺寸小于岩浆）、生产量大

石膏、无机盐、硝酸钠和硝酸钾、硝酸银

3．干燥

干燥是用蒸发方法除去水和其它的挥发性液体。大部分在其生产时需要干燥。选择干燥设备的最主要的考虑因素是进料的本质及其浓度。干燥是能源密集型的过程，利用热干燥来除去液体的费用较利用机械技术的费用要高得多。

除了几种特殊的应用之外，热的空气在工业干燥器中用作加热和传质介质。空气可直接用所用燃料（石油、天然气和煤）的燃烧产物加热，或者间接加热，通常通过蒸汽加热的翅片管

管道加热。

用于化学过程工业中的干燥器基本类型有：

板式干燥器间歇板式干燥器用于干燥少量的固体，所适用的物料范围广。欲干燥的物料位于固体底板上，在固体底板上吹入热空气，欲干燥的物料位于穿了孔的底板上，热空气流经该底板。间歇干燥器劳动力要求高，但在干燥条件和产物存货可以得到很好的控制。板式干燥器适合于干燥有价值的产物（品）。

带式干燥器（连续循环带式干燥器）该类型的干燥器，固体产物在一个很长的穿孔的传送带上，热空气强制地流过该传送带。传送带被罩在一长的矩形箱内，该箱分成几个区域，以致能控制干燥气体的流型和温度。固体干燥器和干燥空气的相对运动可以是并流的，或者更多的是对流。

该类型的干燥器只适合于那些形成带式结晶的床层的物料，可实现较高的干燥速率，质量控制容易，热效率高，以蒸汽加热，干燥每1 kg 蒸发水需要用蒸汽低于1.5 kg。该类型的干燥器的缺点为，由于机械传送带、维护费用高，所以首次（最初的）费用高。

旋转式干燥器在旋转式干燥器中，固体物质沿着一旋转的倾斜的圆柱的内部进行输送，通过直接与流经圆柱的热空气而加热、干燥。有时，圆柱间接加热。

旋转干燥器适合于干燥自由流动的粒状的物质，适合用于产量高的连续操作；热效率高，投资费用和劳力费用相对较低。该类型干燥器的一些缺点为：停留时间不统一，产生灰尘，噪声程度较大。

流化床干燥器在该类型的干燥器中，干燥气以足够的速率通过固体床层，以使床层保持在流化状态，该流化状态可提高很大传热和干燥速率。流化床干燥器适合于粒状大小范围，为1～3ｍｍ的粒状和晶体状物质。该干燥器可设计为连续操作和间歇操作。流化床干燥器的主要优点：热传递快且均匀、干燥时间短、干燥条件能很好控制、占地面积的要求低。与其它类型的干燥器相比，需要的动力高。

气流干燥器也称flash 干燥器它们的操作原理与喷雾式干燥器相似。欲干燥的产品由

一个合适的进料器分散于向上流动的加热气的蒸汽中。该设备起着气流传送设备和干燥器的作用。接触时间短，（该因素）限制了要干燥的物料颗粒的大小。气流干燥器适合于那些颗粒太小而不能在流化床干燥器中干燥的物料。该类型的干燥剂的热效率一般较低。

喷雾式干燥器喷雾式干燥器一般适合用于液体和稀的淤泥进料，但是可通过设计以处理任何能用泵输送的物料。放置于垂直的圆柱形容器的要干燥的物料，在一喷嘴中或在一圆盘状的原子化器中原子化。热的空气在容器中向上流（在有些设计中向下流）、输送以及干燥液滴。液体从液滴的表面上快速汽化，同时形成有空隙的多孔的颗粒。干燥过的颗粒在旋风

（cyclone）分离器中或在袋状过滤器中加以除去。

喷雾式干燥器的主要优点是：接触时间短，这使它适合于干燥热敏性物质；能很好地控制产物颗粒尺度、体相密度。因为进料中固体浓度低，所以加热的要求高。

旋转鼓式干燥器鼓式干燥器适合用于液体和稀淤泥进料。当欲干燥的物料会的加热表面形成一薄膜，不是热敏性物料时，鼓式干燥器可以替代喷雾式干燥器（另一种选择）。

Unit 17 Chemical Reaction Engineering

第十七单元化学反应工程

每一种工业化的化工过程的目的都是通过一系列的处理步骤从各种原料经济性地生成所需的产品。图3－5 表示一种典型的过程。为了使原料处于能发生化学反应的形式，原料要经过许多物理处理步骤，然后，通过反应器。为了得到最终的所需的产品，反应的产物必须经过进一步的物理处理，如分离、纯化等。

用于物理处理步骤的设备的设计在单元操作中研究，这里我们关心的是过程的化学处理步骤。经济上，化学处理步骤是不重要的装置，如一简单的混合槽。然而，化学处理步骤通常是整个过程的核心，在经济方面可使过程发生或停止的因素。

反应器的设计不是例行公事，对于某一过程可以提出许多其它的设计。为了寻求最佳的设计，必须减少的费用不仅仅是反应器费用。