蒸发设备图例

蒸发设备图例
蒸发浓缩所用设备,工艺流程和工 艺计算
蒸发概述
基本概念:二次蒸汽、单效蒸发、多效蒸 发、真空蒸发
蒸发与一般传热的区别:
⑴两侧流体有相变无温变； ⑵溶液浓度的升高,将导致其物理性质变化—腐
蚀性增强,粘度增大,易结晶结垢,有时产生泡 沫,有些溶液有热敏性； ⑶沸点升高； （4）节能。
蒸发设备类型和基本结构
液的沸点。 2.分别利用附录二十三及图5-13求50kPa压
强下因溶液蒸汽压下降而引起的温度差 损失。
温度差损失例题2
在中央循环管式蒸发器内，蒸发25% CaCl2水溶液，已测得二次蒸汽的绝对压 强为40kPa。加热管内液层深度为2.3m， 溶液平均密度为1200 kg/m3 。试求因溶 液液柱静压强引起的温度差损失△’’ ， 同时求算出溶液的沸点。
缺点：空白圆筒段设置增加了加热、沸 腾段的总体高度，也使循环管高度达到 了7~8m，虽使溶液的循环速度增至23m/s，但厂房需有足够的高度，且设备 庞大，耗材多，造价高。
强制循环型
利用外加动力形成循环，循环速度为2~5 m／s。
适用于：结晶，结垢或粘度大的溶液。 但动力消耗较大。通常为0.4~0.8kW／ m2 。
降膜蒸发器
适用于：粘度较大，但不是非常大的热 敏性物料；易结晶，结垢溶液不宜。
通过降膜分布器（三种常用）产生膜状 流动。
升-降膜蒸发器
同一加热室内一分为二——先升后降， 原料需预热。
适用于：粘度随浓度改变而变化较大的 溶液或厂房高度受限场合。
刮板薄膜蒸发器
外在装置（刮板），外在动力布膜。
离心式薄膜蒸发器2
特点：传热系数大、浓缩比高、受热时 间短、不易起泡和结垢。兼具离心分离 和薄膜浓缩的双重特点。
疏水阀（疏水器）1
作用：阻汽排水（在蒸发操作中，阻止 加热蒸汽排出，而只排送冷凝水）。
类型： 1. 机械式——依靠蒸汽疏水阀内凝结水液
位高度的变化而动作 。有：浮子式、 浮球式。 2. 热静力型——依靠液体温度的变化而动 作 。有：双金属片式、蒸汽压力式；
温度差损失例题3
在单效蒸发器中将某种水溶液从10%浓缩 到30%。加热蒸汽为105 ℃的饱和蒸汽， 冷凝器内温度为59℃。液层深度为2m， 溶液平均密度为1080 kg/m3 。已知常压 下溶液因蒸汽压下降而引起的温度差损 失为4 ℃ 。试求：⑴总温度差损失；⑵ 有效温度差；⑶溶液沸点。
球形浓缩罐(补充)
球形浓缩罐说明
制药﹑食品﹑化工行业进行间歇蒸发操 作，广泛使用球形浓缩罐。不再采用加 热管式加热，而应用夹套加热。
分离器在于将二次蒸汽所夹带液滴经分 离后，返回罐内，避免物料损失。
受液灌回收有机溶媒。 采用真空操作，浓缩时间短。
单程型(膜式)蒸发器
采用传热效果最佳的薄膜流动传热,溶液 流经加热管只一次,且时间极短（一般为 几秒到十几秒），即达到浓缩要求，故 特别适合于热敏性物料的浓缩。
列文式蒸发器1
结构特点：在加热室的上部设置了一段 2~3m长的空白圆筒，由此附加液柱高度 而形成的相对高压，使加热管内的溶液 虽然受热程度较高（温度较高），但并 不沸腾，溶液只有上升到空白圆筒段后， 才达到沸腾状态，可避免易结晶溶液的 晶体在加热管表面析出而结垢。
适用：易结晶溶液的浓缩。
列文式蒸发器2
适用于：粘度特高，易结晶，结垢的热 敏性物料。但传热量小，处理量小，需 额外耗能。
离心式薄膜蒸发器1
过程——转鼓内设置多层由上、下碟片所构成 的空心夹层，夹套内通入加热蒸汽，原料液由 送料管经分配装置而喷洒到每一夹套的上表面， 夹套随转鼓旋转，离心作用使得料液分布成 0.1mm的薄层液膜，得以快速蒸发，夹层内加 热蒸汽释放潜热后冷凝水汇集到排出管，而浓 缩液由离心作用进入收集槽经浓缩液排出，二 次蒸汽汇集到外壳处的排气管排出。
蒸发器的两个基本组成部分: ⑴加热室—使溶液受热,达到沸腾状态. ⑵分离室—百度文库次蒸汽脱离液面后,使其内夹带 的液滴被分离(用重力沉降). 根据溶液的循环情况,蒸发设备分: ⑴循环型蒸发器—溶液在加热室内循环流动 (自然循环或强制循环). ⑵单程型蒸发器—溶液只流经加热室一次.
中央循环管式蒸发器1
常用类型--升膜、降膜、升-降膜、刮板 薄膜式、离心薄膜式。
升膜蒸发器
原料预热至达到或接近沸点，在加热室内膜 状流动（传热效果最好）。
预热原因：使溶液一到达加热管即能产生大 量蒸汽，对溶液上升形成抽吸作用。
适用于：蒸发量大的稀或粘度低的溶液， 有热敏性或易生泡的溶液；但：粘度高， 有晶体析出或结垢情况不适。
疏水阀（疏水器）2
3、热动力型——依靠液体的热动力学性 质的变化而动作。如：圆盘式、脉冲式。
圆盘式：由于在相同的压力下，液体与 气体的流速不同，产生不同的动、静压 力，驱使圆盘阀片动作 。
蒸发器选用考虑因素
粘度：首选考虑。 热敏性：膜式适用。 结晶：外热式，强制型，刮板薄膜式，列文型。 易发泡：外热式，强制型，升膜式。 有腐蚀性：材质考虑。 易结垢：循环速度高或易清洗。 溶液处理量：刮板薄膜式传热面积10 m2以下。
若需20 m2以上，则多效。
溶液的沸点升高及来源
沸点升高—与纯水相比,在相同的操作压 强下,溶液的沸点将更高.又称温度差损 失,将使传热平均温度差下降.
来源于三个方面:
⑴溶液的蒸汽压下降; ⑵加热室液柱静压强; ⑶二次蒸汽的流动阻力.
温度差损失例题1
对20%NaOH水溶液，求下面各项。 1.利用附录二十三求101.33kPa压强下该溶
蒸发器加热室不易清洗。 适用于处理结垢不严重，腐蚀性较小的溶液。
悬筐式
对中央循环管型的改进，环隙截面积是 沸腾管的100%~150%，溶液循环速度为1~ 1.5m／s。
适用于：蒸发有晶体析出的溶液。
外热式
加热管较长，循环管内的溶液未受蒸汽 加热，其密度较加热管的大。循环速度 为1.5 m／s。
加热室设置中央粗管和周围细管目的— 使溶液在两种管内因受热程度(最终为汽 化分率)出现差异,密度出现差异,形成溶 液内部的自然循环流动.
标准（中央循环管型）蒸发器2
中央循环管受热差，汽化率低，溶液密度大， 故溶液下降。周边细管受热好，汽化率高，密 度小，故溶液上升。中央循环管面积为加热管 总截面积的40%~ 100%，由此形成循环，速度 为0.4~0.5m／s。