蒸发设备和结晶设备综述PPT(70张)

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化工设备课10蒸发结晶设备.ppt

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蒸汽列管
多效NaCl蒸发结晶器
2. 冷却法:
冷却法的结晶过程基本上不去除溶剂,只是使溶液冷却降温,成为过饱和 溶液。此法适应于溶解度随温度的降低而显著下降的物系。 自然冷却:包括自然冷却、间壁冷却及直接接触冷却。
自然冷却是使溶液在大气中冷却而结晶,其设备构造及操作均较简单,但 由于冷却缓慢,生产能力低,不易控制产品质量,在较大规模的生产中已不被 采用。间壁冷却是广泛应用的工业结晶方法,与其它结晶方法相比冷却法结晶 消耗能量较少,但由于冷却传热面的传热系数较低,所允许采用的温差又小, 使得冷却传热速率较低,故一般多用在产量较小的场合,或生产规模虽较大但 用其它结晶方法不合算的场台。
一、概述
第九章 蒸发、结晶设备
蒸发: 蒸发是将溶液加热至沸腾.使其中部分溶剂汽化并被移除,以提高 溶液中溶质浓度的操作。蒸发的目的是为了获得高浓度的溶液或制 取溶剂,通常以前者为主。
工业生产中蒸发操作的目的主要有三个: (1) 为了提高水溶液中溶质的浓度。例如,电解烧碱液的浓缩,稀硫酸的
浓缩,尿素溶液的浓缩等。 (2) 为了浓缩溶液和回收治剂。例如有机磷农药苯溶液的浓缩脱苯,中药
蒸发器 分两段
上段:扩大段,为气/液分离段
下段:蒸发段,带夹套加热 内设转动刮板。
料液由蒸发段顶部加入,在器内以螺旋状液膜 下降。
适用:高粘度(甚至带固体粒子)的物料。
四、结晶设备
两个 步骤
形成晶核
初级均相成核:溶液在无外加物质的情况下, 自发地产生晶核的过程
初级非均相成核:在外加物质(如大气中的微尘)诱导 下的成核过程。
直接接触冷却法包括以空气为冷却剂与溶液直接接触冷却,以及与溶液不 互溶的碳氢化合物作为冷却剂使溶液冷却,以及近年来受到重视的使溶液与专 用的液态冷冻剂直接接触而冷却,冷冻剂在冷却过程中则被气化的方法。 真空冷却:是使溶剂在真空下闪急蒸发而绝热冷却的方法。实质上是通过冷却 及浓缩两种作用来产生过饱和度。此法主体设备较简单,操作稳定,突出之处 是器内无换热面,因而不存在因晶垢妨碍传热而需经常检修的问题,而且设备 防腐也比较容易解决。

新版第七章蒸发与结晶设备ppt课件

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❖ 其缺点是结构复杂,动力消耗大,每平方米传热 面约需1.5~3kw。此外,受夹套传热面的限制, 其处理量也很小。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
4.离心薄膜式蒸发器 ❖ 图7-5
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2
液面
2
液面
1
( a)
1
液面
1
( b)
3




1
( c)
( d)
图 11-9 降 膜 蒸 发 器 的 液 体 分 布 器 1-加 热 管 2-导 流 管 3-旋 液 分 配 头
装置以保持蒸发室的真空度,从而消耗额外的能量。 保持的真空度愈高,消耗的能量也愈大。同时,随 着压力的减小,溶液沸点降低,其粘度亦随之增大, 常使对流传热系数减小,从而也使总传热系数减小。 此外,由于二次蒸汽的温度的降低使得冷凝的传热 温度差相应降低。
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(3)升-降膜式蒸发器
3 2

将升膜和降膜式
蒸发器装在一个外壳中

蒸发和结晶(课堂PPT)

蒸发和结晶(课堂PPT)
26
d.列文式蒸发器
列文蒸发器的结构如图片所示。这种蒸发器的特点是 在加热室的上部增设一沸腾室。这样,加热室内的溶液由 于受到这一段附加液柱的作用,只有上升到沸腾室时才能 汽化。在沸腾室上方装有纵向隔板,其作用是防止气泡长 大。此外,因循环管不被加热,使溶液循环的推动力较大。 循环管的高度一般为7~8m,其截面积约为加热管总截面积 的200~350%。因而循环管内的流动阻力较小,循环速度可 高达2 ~3m/s。
蒸发的主体设备是蒸发器,它主要由加热室和蒸发 室组成。
蒸发的辅助设备包括:使液沫进一步分离的除沫器, 和使二次蒸气全部冷凝的冷凝器。减压操作时还需真空 装置。
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一、蒸发器
由于生产要求的不同,蒸发设备有多 种不同的结构型式。对常用的间壁传热式 蒸发器,按溶液在蒸发器中的运动情况, 大致可分为以下两大类: (1)循环型蒸发器 (2)非循环型(单程型)蒸发器
此类蒸发器主要有 a.升膜式蒸发器, b.降膜式蒸发器, c.刮板式蒸发器。
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二、蒸发器的选用 蒸发器的结构型式很多,选用时
应结合具体的蒸发任务,如被蒸发溶 液的性质、处理量、蒸浓程度等工艺 要求,选择适宜的型式。
32
常 见 蒸 发 器 的 一 些 主 要 性 能
33
三、蒸发器的附属设备
1、除沫器
1
蒸发浓缩
第一节 概述 第二节 单效蒸发与真空蒸发 第三节 多效蒸发 第四节 蒸发设备 第五节 蒸发过程和设备的强化与 展望
2
第一节 概述
一、蒸发及应用
1、蒸发的概念 利用加热的方法,使溶液中的溶剂部分汽化挥发从而将溶液
浓缩的过程称为蒸发。蒸发操作广泛应用于化工、轻工、制药、 食品等许多工业中。
系数逐效下降,所以并流加料不适宜处理随浓度增加而增加较13 高的物料。

第八章蒸发与结晶设备PPT优秀课件

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蒸发结晶设备、真空结晶设备
冷却结晶设备:用降温方法使溶液进入过饱和 蒸发结晶设备:蒸发溶剂使溶液进入过饱和
真空结晶设备:没有加热或冷却装置,料液在真空 状态下自蒸发浓缩并同时降低温度
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5.选型 ❖ 溶液的性质(溶解度与温度关系) ❖ 结晶体的大小、形状及晶体长大速率 ❖ 经济性
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二、常用结晶设备 1.要求 ❖ 传热:无传热面、传热面要光滑 ❖ 混合:气流搅拌、机械搅拌(低转速, 大尺寸,靠近传热面) ❖ 内壁:光滑、无棱角
T—离开结晶器的溶剂蒸汽温度,K
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• 冷却剂带走的热量:Q7 G0C0t
• 散失的热量:
Q8 KAT
式中: G0—冷却剂用量,Kg C0—冷却剂的平均比热,kJ/(kg·K) △t—冷却剂进出口的温度差,k
K—散热系数,kJ/(m2·h·K)
A—结晶器的表面积,m2
△T—结晶器外壁与周围空气的温度差,K
3.方式: ❖ 自然蒸发:溶液中的溶剂在低于其沸点下汽化,
蒸发仅在溶液表面进行,蒸发速率低
❖ 沸腾蒸发:溶液在沸点下蒸发,溶液任何部分
都发生汽化,蒸发速率高 ❖ 工业生产上的蒸发设备都是在沸腾状态下进行
1
4.要求:
❖ 充分的热源,维持溶液的沸腾和补充溶剂汽化所 需要的热量
❖ 迅速排除二次蒸汽 ❖ 一定的传热面积,保证足够的传热量
x
49
❖ 选定设备的形式,如采用球形底的煮晶锅, 则:
V G x 2 G x V 1 V 21 1 2D 3 D 2H
一般H/D=2~3,取2.5时:D 3 24G 8.5 x
验算蒸发时器内二次蒸汽流速(1~3m/s),过 大会造成雾沫夹带,需要修正
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蒸发设备和结晶设备综述

蒸发设备和结晶设备综述

蒸发设备和结晶设备综述一、引言蒸发设备和结晶设备是化工生产中常见的分离技术设备,它们在物料浓缩、纯化等方面发挥着重要作用。

本文将对蒸发设备和结晶设备的工作原理、应用领域、优缺点以及发展趋势进行综述。

二、蒸发设备1. 工作原理蒸发设备是利用热量将液体中的溶质蒸发成蒸气,从而实现物料浓缩或分离的设备。

主要包括单效蒸发器、多效蒸发器、蒸发冷凝器等类型。

2. 应用领域蒸发设备广泛应用于食品加工、化工、制药等领域,用于浓缩果汁、乳制品、废水处理等工艺。

3. 优缺点优点:能够有效地浓缩液体物料;操作简单易控制。

缺点:能耗较高;易结垢、清洗困难。

4. 发展趋势未来蒸发设备将追求节能、高效、智能化的发展方向,结合新材料和新工艺进行技术创新。

三、结晶设备1. 工作原理结晶设备是通过控制溶液中溶质的过饱和度,使其结晶析出,从而获得晶体产品的设备。

常见的结晶设备有晶种槽、结晶罐等。

2. 应用领域结晶设备广泛应用于化工、制药、冶金等领域,用于制备颗粒状产品或纯化晶体原料。

3. 优缺点优点:可获得高纯度结晶产品;适用于溶液中溶质浓度较高的场景。

缺点:生产周期长;设备投资和运维成本较高。

4. 发展趋势未来结晶设备发展方向将更注重高效、精准控制和自动化,借助智能技术实现晶体生长过程的优化。

四、结论蒸发设备和结晶设备作为化工生产中常用的分离技术设备,各有优劣,但在不同应用场景下均具有重要作用。

未来随着科技的不断进步和工艺技术的不断创新,蒸发设备和结晶设备将会迎来更加广阔的发展前景。

以上是关于蒸发设备和结晶设备的综述,希望能为读者提供一些参考和启发。

蒸发与结晶-PPT课件

蒸发与结晶-PPT课件

多媒体教学课程:冶金过程及设备
第2页/共36页
第6章 蒸发与结晶
学习目的与要求
掌握蒸发的概念,蒸发的必备条件以及蒸发的分类。 掌握溶液沸点升高,引起溶液沸点升高的原因,溶液沸点升高的计算, 蒸发器的生产能力。 掌握多效蒸发的流程和特点以及降低蒸汽消耗方法。 了解典型的自然对流蒸发器,强制循环蒸发器,液膜式蒸发器。 了解结晶过程的基本概念、方法和典型的结晶设备。
昆明理工大学材料与冶金工程学院
多媒体教学课程:冶金过程及设备
第22页/共36页
6.5 结晶过程
6.5.1结晶操作基本概念
4.结晶操作的定义: 结晶设备的分类: 结晶操作的条件: 从液相(或气相)析出结晶性固体物质的工艺过程。 蒸发式结晶器
移除一部分溶剂结晶设备 真空式结晶器 水冷却式结晶器 汽化式结晶器 按结晶方法不同可分为 先使溶液达到过饱和,部分过剩的溶质才可呈固态结晶析出。
昆明理工大学材料与冶金工程学院
多媒体教学课程:冶金过程及设备 6.1基本概念
(1)蒸发的定义
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借加热作用使溶液中所含溶剂汽化以提高溶液浓度的物理操作。 加热蒸汽:作为热源供给热量的水蒸汽 二次蒸汽:被加热溶液本身产生的蒸汽
(2)蒸发的分类
单效蒸发:将二次蒸汽不再利用的蒸发过程 多效蒸发:将二次蒸汽用于其它蒸发器的加热过程。
昆明理工大学材料与冶金工程学院
多媒体教学课程:冶金过程及设备
第14页/共36页
6.4 蒸发设备 蒸发设备的基本常识
经济性: 设备的经济程度---单位质量加热蒸汽所能蒸发的溶剂 几种常用的蒸发设备
量,表明加热蒸汽利用程度。 操作性: 设备的生产操作强度---单位传热面在单位时间内所能蒸
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设备动画\5蒸发器\5-04升膜式蒸发 器.swf
特点:形成的液膜与蒸发的气流的方向 相同,由下而上的并流上升 升膜式蒸发时膜的形成
升膜式蒸发时膜的形成
A、B溶液沸腾自然对流运动加 热阶段:温度升得越高对流越激 烈,溶液便开始沸腾时,产生 蒸汽气泡分散于连续的液相中。 由于蒸汽气泡的密度小,故气 泡通过液体而上升。 C、液相因混有蒸汽气泡,使 液体静压头下降,液体继续受 热,温度不断升。气泡增大, 气体上升的速度则加快。
(5)优缺点
优点:浓缩物料时间短,对热敏 性物料影响小。 缺点:不适宜粘度大和受热后易 积垢及浓缩后产生结晶的物料。
2、降膜式蒸发器
特点:形成的液膜与蒸发的汽流方向相同, 物料自上面进下面出。

结构: 与升膜式不同的关键部件是分配器
设备动画\5蒸发器\5-05降膜式蒸发器.swf
(3)分配器类型 筛板型、锯齿型、导流棒型、旋液导 流型

设备动画\5蒸发器\5-01中央循环管蒸发器.swf 设备动画\5蒸发器\液体蒸发简化流程.swf 设备动画\5蒸发器\5-02外加热式蒸发器.swf 设备动画\5蒸发器\5-03强制循环蒸发器.swf
第一节
常压与真空蒸发设备
蒸发设备
常压蒸发设备 真空蒸发设备
真空蒸发设备
真空蒸发定义
D、当气泡继续增大形成柱状, 占据管子中部的大部分空间时, 气体以很大的速度上升,而液 体受重力作用沿气泡边缘下滑.
E、液体下降较多时,大个柱 状汽泡则被液层截断。
f.温度继续上升,蒸发速度继续增加, 气泡的上升速度激增,蒸汽的密度增 大,由于重力作用,滑流下来的液体 很快受热蒸发,未蒸发的浓缩液体也 被高速气流拖带上升,气泡断层不能 形成,蒸气占据了整个管子中部空间, 液体只能分布于管壁,开始形成液膜, 这时称为“环形流”。 A操作控制在F和g之间
设备动画\5蒸发器\5-06降膜式液体分布器.swf
Hale Waihona Puke 齿形溢流口 在加热管的上方管口周 边切成锯齿形,以增加液体 的溢流周边。当液面稍高于 管口时,则可以沿周边均匀 地溢流而下,由于加热管管 口高度一致,溢流周边比较 大,致使各管子间或管子的 各向溢流量比较均匀。当液 位稍有差别时,不致引起很 大的溢流差别,但当液位差 别比较大,液位高度有变化 时,深液分布还是不够均匀
溶液在真空状态,较低温度 下沸腾、溶剂汽化的过程。
热敏性物料特性及对蒸发的要求
热敏性物料 对热过程敏感,受热后会引起产物发生化学 变化或物理变化而影响产品质量的物料。
薄膜式蒸发器
(一)分类
管式薄膜蒸发 器:升膜式、降 膜式、升降膜式 刮板式薄膜蒸发器 离心薄膜蒸发
1. 升膜式蒸发器
结构:加热室由许多垂直 长管组成 加热室由许多垂直长管 组成, 加热管直径为25-50mm, 管长和管径之比约为 100-150。 上部有汽液分离室。
g.变成带有液体雾沫的喷雾环形流
液体的上升是靠高速蒸汽气流对 液层的拖带而形成,称之为“爬 膜”现象。这时液膜沿管壁上升 不断受热蒸发,浓度不断增大, 最后与蒸汽一齐离开,管子越高 则上升蒸发时间越长,溶液浓缩 越大。
g
g.变成带有液体雾沫的喷雾
环形流液体的上升是靠高 速蒸汽气流对液层的拖带 而形成,称之为“爬膜” 现象。这时液膜沿管壁上 升不断受热蒸发,浓度不 断增大,最后与蒸汽一齐 离开,管子越高则上升蒸 发时间越长,溶液浓缩越 大。

导流棒
在每根加热管的上端管管 口插入一根呈八字形的导流 棒。棒底的宽边与管壁成一 定的均匀间距,液体在均匀 环形间距中流入加热管内周 边,形成薄膜。这样液体流 过的通道不变,液体的流量 只受管板上液面高度变化所 影响,这样分布比较均匀, 但遇有物料带颗粒时,则会 造成堵塞的影响。
3、旋液导流器 (1)螺纹导流 液体沿管壁 管 在加热管 周边旋转向 口插入刻有 下,这样可 螺旋形沟槽 以减少管内 各向物料的 的导流管, 不均匀性, 当液体沿着 同时又可以 沟槽下流时, 增加液体流 则使液体形 动速度,减 速薄加热表 成一个旋转 面的边界层, 的运动方向。 降低热阻, 提高传热系 数。使液体 旋转进入加 热管的方法 如下:
如果汽速进一步增 加,雾沫夹带进一步 严重,使液膜上升的 速度赶不上溶液蒸发 速度,则加热管上的 液膜将会出现局部被 干燥、结疤、结垢、 结焦等现象。可见管 膜式蒸发的操作状况 最好是形成爬膜到出 现喷雾流之间。
升膜式蒸发器的结构: 这种蒸发器浓缩 物料的时间很短,对 热敏性物料质量很少 影响, 但不适用于粘度 较大的和受热后易产 生积垢的,或浓缩后 有结晶析出的物料。 管径一般在25~ 28毫米之间,管长与 管径之比一般为 100 -150 。
2)切线进料旋流器 旋流器插放在加热 管口上方,液体以 切线方向进入而形 成旋流,但是设计 时要注意各切线进 口的均匀分布,否 则会互相影响而造 成进料不均匀
(4)升膜式蒸发器的传热系数
升膜式蒸发的传热系数是不稳定的, 它是随操作状况而变化。一条加热管中 出现成膜过程有几个阶段,各阶段的传 热系数各不相同。管子下部浸没溶液的 一段为加热段,内部液体只靠自然对流 循环,故它的传热系数很低,加热段的 长度随进料温度和温度差不同而变化。 物料受热后,沸腾传热系数也得到很大 的提高,但传热系数是随管子高度而变 化的。
第九章 蒸发与结晶设备



4学时
授课时间 单元目标与要求
熟悉常压蒸发的原理与设备结构及基本计算, 掌握结晶原理及方法和设备的操作控制过程。

授课内容
常压与真空蒸发设备,结晶设备。

重点和难点
结晶原理及方法和设备计算,结晶操作控制过 程。
蒸发的定义
将溶液加热至沸腾,使溶剂汽 化并不断除去,溶质浓度增加。
结晶的定义
物质自溶液中形成晶体析出的 过程
一、蒸发器的基本条件
充足的热源 溶剂蒸汽能迅速排除 一定的换热面积
二、蒸发方式分类
1、按使用压力分类
加压、常压、真空
2、按蒸汽利用分类
单效、多效、热泵
3、按设备型式分类
中央循环管式、夹套式、盘管式、刮 板式
4、按物料启动情况分类
自然循环、强制循环、薄膜式
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