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化工原理课件7 蒸发 (Evaporation)
7.3.1加热蒸汽的经济性
p1 p2 pn
t1 t 2 t n
7.3.1加热蒸汽的经济性
第一效：W1/D=1→D=W1 ， 1kg生蒸汽在第一效中可产生 1kg的二次蒸汽，将此1kg二 次蒸（W1 ）引入第二效又可 蒸发1kg水，即 第二效： W2= W1= D ，1kg生 蒸汽在双效中的总蒸发量 W= W1 + W2 = 2D ， 则 W/D=2 依次类推： 第三效：W/D=3 ，…， n效 ：W/D=n 。
0 tw， t w —— 溶剂在相应压力下的沸点。
7.2.2 蒸发设备中的温度差损失—（1）溶液的沸点升高和杜林规则
如图7-4为不同浓度 NaOH水溶液的沸点与 对应压强下纯水的沸点 的关系，由图可以看出， 当NaOH水溶液浓度为 零时，它的沸点线为一 条 45 对角线，即水的 沸点线，其它浓度下溶 液的沸点线大致为一组 平行直线。
7.2.2 蒸发设备中的温度差损失
（2）液柱静压头和加热管内摩擦损失对溶液沸点的影响 按液面下处L/2溶液的沸腾温度来计算，液体在平均温度 下的饱和压力： 1
pm p Lg 2
式中
p ——液面上方二次蒸汽的压强（通常可以用冷凝器 压强代替），Pa； L ——蒸发器内的液面高度，m。
液柱静压强引起的溶液温度升高：
7.3 蒸发操作的经济性和操作方式
7.3.1
加热蒸汽的经济性
7.3.2 多效蒸发流程
7.3.3 7.3.4 7.3.5 蒸发设备的生产能力和效数的限制 提高加热蒸汽经济程度的其他措施 蒸发操作的最优化
7.3.1加热蒸汽的经济性
蒸汽的经济性：每1kg加热蒸汽所 能蒸发的水量（W/D） （或用溶液中 蒸发出1kg 水所需消耗的生蒸汽的量 D/W表示蒸汽的利用率）。若物料的 水溶液先预热至沸点后加入蒸发器， 忽略生蒸汽与产生的二次蒸汽的汽化 潜热的差异，不计热损失，则每1kg加 热蒸汽可汽化1kg水，即W/D =1。实 际上，由于有热损失等原因，W/D <1。 怎样才能节省加热蒸汽的消耗量， 提高生蒸汽的利用率呢？ ① 利用二次蒸汽的潜热； ② 利用冷凝水的显热。
第七章-蒸发PPT课件
气体，否则不凝性气体在加热室内不断积累，将使此项热阻明显增加；
② 管壁热阻δ/λ一般可以忽略；
③ 管内壁液体一侧的垢层热阻Ri 取决于溶液的性质及管内液体的运动状
况。降低垢层热阻的方法是定期清理加热管，加快流体的循环速度，或加 入微量阻垢剂以延缓形成垢层；在处理有结晶析出的物料时可加入少量晶 种，使结晶尽可能地在溶液的主体中，而不是在加热面上析出；
②特点：
➢设计和操作时有较大的传热温差，以 使二次蒸汽获得足够的速度拉升液膜。
➢较高的传热系数，一次通过加热管即达 预定的浓缩要求
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7.2 蒸发设备
编辑版ppt
第七章-蒸发
7 .2.1 各种蒸发器(evaporator)
图7-6
（二）降膜式蒸发器 图7-6所示
①原理：其结构原理与升膜式类似。区别在于： 料液在蒸发器顶部加入，经加热管顶部液体分布 器，使液体成膜向下流动。 ②特点： ➢蒸发温和，液体滞留量少，过程反应灵敏易于 控制，利于提高产品质量。
➢长加热管，管长与直径之比： l/d = 50～100 传热系数增大
第七章-蒸发
➢液体下降管（又称循环管）不再受热。 增大密度差，强化循环。
➢液体循环速度可达1.5 m/s。
图7-3
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7.2 蒸发设备
7 .2.1 各种蒸发器(evaporator)
（三）强制循环蒸发器 如图7-4所示 ①结构：1.加热室 2.循环泵 3.循环管 4.蒸发室 5.气液分离挡板
15所示：
图 7
∣
15 蒸发 过程 溶液 浓度 变化
➢在初始浓度ω0 不太高的情况下，随水分蒸发量（W/F）的增加，溶液浓 度 ω 起初变化不大。只是在蒸发后期W/F较大时才显著上升。
《化工原理》课件—05蒸发
也可以用同压强 下水蒸汽的温度 直接查图求得不 同浓度下溶液得 沸点。
图【5-8】
2-2 液柱静压头引起的沸点变化
以前在计算沸点时均不考虑液柱深度的 影响。但在长管蒸发器中，液柱很高。 液体内部所受的压力大于液面所受的压 力，因此在计算沸点时应考虑这种影响 因素。
随着液柱高度的变化，液体内部的压强 在改变。通常取液柱中点的压强计算溶 液的沸点。
W F (1 xo ) 10000(1 68) 2440kg / h
x1
90
6atm的加热蒸汽的温度和潜热分别为
T=159°C, r=2091kJ/kg
0.2atm的二次蒸汽的潜热为
r´=2355kJ/kg
对于沸点进料，由式【5-9】得
D Wr 2440 2355 2748kg / h
2-1 溶质引起的沸点改变
一、经验公式计算 溶质引起的沸点改变值Δ΄主要与溶液的种类、溶 液中溶质的浓度和蒸发压力有关。
设操作压下溶液的沸点为tA和二次蒸汽温度为 T´，则
Δ΄ =tA- T´ =f Δ΄a 【5-1】
式中： f 为校正系数，无因次 Δ΄a可从手册中查取
Δ΄a是常压下溶液的沸点与纯水的沸点 的差值。
3-1 物料衡算
W,T´,I´
由于蒸发过程中，只有溶剂 蒸发而溶质不挥发。所以对 于稳态过程，对溶质作物料 衡算。图【5-9】
Fxo (F W )x1
【5-5】
因此，可求得蒸发水量W
W F (1 xo ) x1
【5-6】
F,xo,io 蒸发室
D,T,I 加热器
F-W,x1,i1
D,T,i
图【5-9】
1-3-2 降膜蒸发器
若蒸发浓度或粘度较 大的溶液，可用降膜 式蒸发器。原料液由 加热室的顶部进入， 通过分布器均匀地流 入加热管并在重力的 作用下形成下降的膜，
图【5-8】
2-2 液柱静压头引起的沸点变化
以前在计算沸点时均不考虑液柱深度的 影响。但在长管蒸发器中，液柱很高。 液体内部所受的压力大于液面所受的压 力，因此在计算沸点时应考虑这种影响 因素。
随着液柱高度的变化，液体内部的压强 在改变。通常取液柱中点的压强计算溶 液的沸点。
W F (1 xo ) 10000(1 68) 2440kg / h
x1
90
6atm的加热蒸汽的温度和潜热分别为
T=159°C, r=2091kJ/kg
0.2atm的二次蒸汽的潜热为
r´=2355kJ/kg
对于沸点进料，由式【5-9】得
D Wr 2440 2355 2748kg / h
2-1 溶质引起的沸点改变
一、经验公式计算 溶质引起的沸点改变值Δ΄主要与溶液的种类、溶 液中溶质的浓度和蒸发压力有关。
设操作压下溶液的沸点为tA和二次蒸汽温度为 T´，则
Δ΄ =tA- T´ =f Δ΄a 【5-1】
式中： f 为校正系数，无因次 Δ΄a可从手册中查取
Δ΄a是常压下溶液的沸点与纯水的沸点 的差值。
3-1 物料衡算
W,T´,I´
由于蒸发过程中，只有溶剂 蒸发而溶质不挥发。所以对 于稳态过程，对溶质作物料 衡算。图【5-9】
Fxo (F W )x1
【5-5】
因此，可求得蒸发水量W
W F (1 xo ) x1
【5-6】
F,xo,io 蒸发室
D,T,I 加热器
F-W,x1,i1
D,T,i
图【5-9】
1-3-2 降膜蒸发器
若蒸发浓度或粘度较 大的溶液，可用降膜 式蒸发器。原料液由 加热室的顶部进入， 通过分布器均匀地流 入加热管并在重力的 作用下形成下降的膜，
蒸发化工原理
②能耗较大：蒸发操作所汽化的溶剂量较大，需要消耗大量的加热蒸气。 因此需要考虑热量的利用的问题。
③溶液特性：有些物料浓缩时易于结晶，结垢；有些热敏性物料由于沸 点升高更易于变性；有些则具有较大的粘度或较强的腐蚀性，等等。需 要根据物料的特性和工艺要求，选择适宜的蒸发流程和设备。
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第3页/共55页
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第22页/共55页
7.2.3 蒸发器的传热系数
（1）蒸发器的热阻分析 蒸发器的传热热阻可由下式计算
1 1
1
K
1
Ri
2
① 管外蒸汽冷凝热阻 1 一般很小，但须注意及时排除加热室中不 凝性气体，否则不凝性气体1在加热室内不断积累，将使此项热阻明显
增加； ② 管壁热阻 一般可以忽略；
自然循环型：由于溶液受热程度不同产生密度差引起。 强制循环型：依靠外力迫使溶液沿一个方向作循环运动 。
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（1）中央循环管式(标准式)蒸发器
加热蒸汽：加热室管束环隙内 溶液：加热室管束及中央循环管内， 受热时，由于中央循环管单位体积 溶液受热面小，使得溶液形成由中 央循环管下降，而由其余加热管上 升的循环流动。
减压蒸发： 沸点低 优点： (1) 传热温度差Δtm ↑； (2) 可利用低压蒸汽或废汽作为加热蒸汽 ； (3)可防止热敏性物料变质或分解 ； (4)沸点低，减少热损失。 缺点：真空装置，需消耗动力和增加设备
适用于处理热敏性物料。
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3.按操作过程是否连续分:间歇蒸发，连续蒸发
间歇蒸发 :一次加料→最终出料或连续加料 维持液面，一次出料。 溶液浓度和沸点随时间改变，为不稳定操作，适于小规模，多
③溶液特性：有些物料浓缩时易于结晶，结垢；有些热敏性物料由于沸 点升高更易于变性；有些则具有较大的粘度或较强的腐蚀性，等等。需 要根据物料的特性和工艺要求，选择适宜的蒸发流程和设备。
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7.2.3 蒸发器的传热系数
（1）蒸发器的热阻分析 蒸发器的传热热阻可由下式计算
1 1
1
K
1
Ri
2
① 管外蒸汽冷凝热阻 1 一般很小，但须注意及时排除加热室中不 凝性气体，否则不凝性气体1在加热室内不断积累，将使此项热阻明显
增加； ② 管壁热阻 一般可以忽略；
自然循环型：由于溶液受热程度不同产生密度差引起。 强制循环型：依靠外力迫使溶液沿一个方向作循环运动 。
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（1）中央循环管式(标准式)蒸发器
加热蒸汽：加热室管束环隙内 溶液：加热室管束及中央循环管内， 受热时，由于中央循环管单位体积 溶液受热面小，使得溶液形成由中 央循环管下降，而由其余加热管上 升的循环流动。
减压蒸发： 沸点低 优点： (1) 传热温度差Δtm ↑； (2) 可利用低压蒸汽或废汽作为加热蒸汽 ； (3)可防止热敏性物料变质或分解 ； (4)沸点低，减少热损失。 缺点：真空装置，需消耗动力和增加设备
适用于处理热敏性物料。
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3.按操作过程是否连续分:间歇蒸发，连续蒸发
间歇蒸发 :一次加料→最终出料或连续加料 维持液面，一次出料。 溶液浓度和沸点随时间改变，为不稳定操作，适于小规模，多
大学化学《化工原理 蒸发》课件
pm p p p gL / 2
p：液面上的压强； L：加热管底部以上液层高； ρ：液体的平均密度。
§7.2 单效蒸发
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＝t( pp) t( p)
3. 管道流体阻力产生压降的影响
p < p′ 二次蒸汽饱和温度↓
⊿'''＝1℃ （三） 蒸发器的生产能力和生产强度
生产能力: 单位时间内蒸发的水量, 即蒸发量 kg/h 大小取决于传热速率 Q
（1）循环速度较低，管内流速<0.5m/s；
（2）溶液粘度大、沸点高，有效温差小。
（3）设备的清洗和维修也不够方便。 应用广泛，适用于处理量大、结垢不严重的物系。
§7.4 蒸发设备
2. 悬筐式蒸发器（自然循环型）
优点：加热室可由顶部取出进行 清洗、检修或更换， 而且热损失也较小。
适用于易结晶或结垢溶液的蒸发
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二、多效蒸发与单效蒸发的比较
多效蒸发单位生蒸汽消耗量D/W比单效蒸发小，
操作费比单效蒸发小； 注意：
操作费减小的幅度并不与效数成正比，
效数越多，操作费减小的幅度成下降趋势。
多效蒸发生产能力比单效蒸发小， 生产强度比单效蒸发小，
设备费比单效蒸发大。
效数越多，设备费增大的幅度越大。
§7.3 多效蒸发
§7.4 蒸发设备
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缺点：
❖液柱静压头效应引起的温度差损失较大，要求 加热蒸汽有较高的压力。
❖设备庞大，消耗的材料多，需要高大的厂房。
4. 强制循环蒸发器
循环速度的大小可通过泵的流量调节来控制, 一般在2.5m/s以上。 适宜蒸发粘度大、易结晶和结垢的物料。 能耗大。
§7.4 蒸发设备
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（二）单程型蒸发器
化工原理课件7.蒸发
7. 蒸发
7.3.1 加热蒸汽的利用率
1、并流加料 、 物料与二次蒸汽同方向 相继通过各效。 相继通过各效。 优点： 各效压强逐效降 优点：(1)各效压强逐效降 低，料液可藉此压差自动 地流向后效。 地流向后效。 (2)末效负压操作，完成液 末效负压操作， 末效负压操作 完成液t 能量利用较为合理。 低，能量利用较为合理。 缺点： 缺点：末效 x ↑, t ↓⇒ µ ↑↑, 传热条件差 ⇒ A末 ↑
7. 蒸发
7.1 概述
二、蒸发操作的工程目的 1、 获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品。 、 获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品。 2、蒸发—结晶联合操作以获得固体溶液 、蒸发 结晶联合操作以获得固体溶液 3、脱除杂质，制取纯净的溶剂。 3、脱除杂质，制取纯净的溶剂。 三、蒸发操作的特点 目的： 目的：物质的分离 实质：热量传递。 实质：热量传递。 特点：含有不挥发溶液的沸腾传热。 特点：含有不挥发溶液的沸腾传热。
7. 蒸发
7.2.1 蒸发器
2、降膜式 、 其结构原理与升膜式类似。 其结构原理与升膜式类似。区别在 料液在蒸发器顶部加入， 于：料液在蒸发器顶部加入，底部得 到完成液； 到完成液；加热管顶部装有液体分布 器，以使液体成膜；对浓度较高，粘 以使液体成膜；对浓度较高， 度较大溶液也适用；结构较复杂。 度较大溶液也适用；结构较复杂。适 宜粘度50~450mPa.s。不易结晶的料液。 宜粘度 。不易结晶的料液。 降膜式液体分布
7. 蒸发
7.1 概述
一、概念 蒸发——含有不挥发性溶 蒸发 含有不挥发性溶 液在沸腾条件下受热， 液在沸腾条件下受热，使部分 溶剂汽化为蒸汽的操作。 溶剂汽化为蒸汽的操作。 蒸发操作的基本概念： 蒸发操作的基本概念： 加热蒸汽(生蒸汽 加热蒸汽 生蒸汽) 生蒸汽 二次蒸汽 单效蒸发 多效蒸发 常压蒸发 加压蒸发 减压蒸发
化工原理蒸发 ppt课件
W/D增加加热蒸汽的利用率增大。 作为工程技术人员，必须设法尽量节省加热蒸汽的
消耗量，以提高加热蒸汽的消耗量，以提高加热蒸汽的
利用率，那么采用什么措施才能过到此目的呢？
(1)利用二次蒸汽的潜热(最普通的方法是多效蒸发) (2)利用冷凝水的显热(如预热原料液) 1、多效蒸发
特点：二次蒸发的温位<加热蒸汽的温位，操作压强
浓度增加粘度大大增大，要求特殊结构。
③需大量汽化热（如何节能？应考虑的重要问题。） ④对于水溶液的蒸发，加热蒸汽温位>二次蒸汽的温位
T t0 t
ppt课件
5
4.1 概述
传热温差t
主要原因
在指定p下，溶质的存在造成溶液沸点高
经济性及节能措施
①经济性
每1kg加热蒸汽所能蒸发的水量，W/D。
发器作为加热蒸气，则可提高加热蒸气（生蒸气）
的利用率，这种串联蒸发操作称为多效蒸发。
ppt课件
7
4.1 概述
②按操作室压力分：常压、加压、减压（真空） 蒸发 常压蒸发：设备简单，操作方便，可采用敞口设 备，二次蒸汽可直接排放在大气中，但会造成大 气污染，适用于临时性或小批量的生产。 加压蒸发：可提高二次蒸汽的温度，有利于二次 蒸汽的利用，但要求加热蒸汽的压力较高。
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4.2.2 单效蒸发设计计算
3、传热面积的计算
A Q Kt m
其中 Q DH hc
（1）传热平均温度差
tm T t1
ppt课件
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4.2.2 单效蒸发设计计算
当加热蒸汽压强一定时，T=const，而t1=?
t1 Tc 温差
损失
溶液浓度和沸点随时间改变，为不稳 定操作，适于小规模，多品种的场合。 连续蒸发:稳定操作，适于大规模的生产过程。
第六章 蒸发 (讲课PPT)
一般取
Δ 0.5 ~ 1.5K
由上述三个原因，全部传热温差损失为
Δ Δ Δ Δ
例 (习题1,p.218 ) ws = 0.30 的番茄酱,求Δ’ ： (1)常压；(2)pvm = 95kPa
解 (1) 常压 ws = 0.30, 查表6-1
Δ " a 0.6K
V e S
沸点进料的单效蒸发操作，e ≈ 1 4.换ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ面积
SrS Φ A K(TS T1 ) K(TS T1 )
例题: 单效真空蒸发浓缩牛奶 ，进料流量1 5 0 0 g k/h, 固形物质量分数0 . 1 5, 温度8 0 C , 比热容3 . 9 0 k J( /k g K ) 。 加热蒸汽压力1 0 0 k P a ( 表压）。出料温 度6 0 C , 固形物 0 . 5 0 。假设热损失 5 % ，求（1 ）水分蒸 发量和成品量； （2 ）加热蒸汽耗量； （3 ）蒸汽经济性；（ 4 ）若传热系 数为1 1 6 0 J / (2 m K), 求传热面积。 wF 15 解：（1） V F (1 ) 1500 (1 ) 1050kg/h wP 50
pm p ρ gh/ 2
6000 1030 9.81 4/2 26.2 103 Pa
查饱和水蒸气表, Tm 64.1 ℃
Δ ' Tm T 64.1 35.6 28.5K
Δ Δ Δ Δ
0.6 28.5 1.0 30.1K
2.2 单效蒸发的计算
五、蒸发操作特点
常见的蒸发是间壁两侧分别为蒸气冷凝和液体沸腾的传
热过程。
1)溶液的沸点升高：由于不挥发溶质的存在，溶液的蒸气压
低于同温度下纯溶剂的蒸气压。因此，在相同压力下，溶液 的沸点高于纯溶剂的沸点，这种现象称为溶液的沸点升高。 溶液的沸点升高导致蒸发的传热温度差的降低。
化工原理课件7.蒸发
节能效果：降低 能耗、减少排放、 提高生产效率
减排措施：采用清 洁能源、减少废气 排放、回收利用废 热等
采用高效 蒸发器， 提高蒸发 效率
优化工艺 流程，减 少能耗
采用节能 型设备， 如变频器、 节能泵等
回收利用 废热，如 冷凝水、 废气等
加强设备 维护，减 员技能， 减少操作 失误和能 耗浪费
物料的密度：影响蒸发操作 的液位和流速
物料的沸点：影响蒸发操作 的温度和压力
物料的粘度：影响蒸发操作 的传热和流动阻力
物料的表面张力：影响蒸发 操作的液滴形成和液滴尺寸
蒸发过程优化与节 能减排
蒸发过程能耗：主 要包括加热蒸汽、 冷却水、电能等
优化方法：采用高 效蒸发器、优化工 艺参数、提高传热 效率等
添加标题
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食品加工：利用蒸发原理将食品中 的水分去除，得到干燥食品
环境控制：利用蒸发原理将空气中 的水分去除，得到干燥空气，用于 环境控制和空气净化
蒸发操作方式
定义：液体在常温常压下，通过与空气接触，自然蒸发成气体的过程。 特点：蒸发速度慢，蒸发量小，适用于低浓度、低沸点液体的蒸发。 应用：食品加工、医药生产、化工生产等领域。 注意事项：控制蒸发温度、防止液体飞溅、防止空气污染等。
原理：通过加热使液体沸腾， 产生蒸汽，将液体转化为蒸汽
特点：速度快，效率高，适用 于热敏性物料
设备：蒸发器、冷凝器、泵、 管道等
应用：食品、医药、化工等行 业
减压蒸发：通过降低压力使液 体蒸发，如真空蒸发、减压蒸 馏等
加热蒸发：通过加热使液体 蒸发，如蒸馏、煮沸等
自然蒸发：通过自然环境进 行蒸发，如晾晒、风干等
采用高效蒸发器，提高蒸发效率 采用热泵技术，降低能耗 采用冷凝水回收技术，减少废水排放 采用废热回收技术，提高能源利用率 采用清洁能源，减少化石燃料使用 采用智能化控制系统，优化蒸发过程
化工原理《蒸发》ppt
3.同时制备浓缩溶液和回收溶剂
（如中药生产中酒精浸出液的蒸发） 蒸发过程分类：1.加压蒸发、常压蒸发和减压蒸发 2.单效蒸发与多效蒸发 3.间歇蒸发和连续蒸发 蒸发操作的特点：1.溶液沸点升高 2. 热能的综合利用 3.溶液的工艺特性
6.2 蒸发设备
蒸发设备及其大致分类见下图示：
特点是溶液沿加热管壁呈膜装流 动而进行传热和蒸发，一次通过 加热室即可达到所要求的组成。 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。 垂直短管型蒸发器
Ⅱ.蒸发器的基本结构、操作特性及适用场合。
◆应重点掌握的内容 Ⅲ.蒸发过程计算（以单效为重点，包括溶液沸点升 高、物料衡算、热量衡算、传热面积计算等。） Ⅳ.蒸发操作的强化及节能途径。了解更多蒸发的流 程、与单效蒸发的比较及效数的限制。 ◆学习方法：在全面掌握传热知识的基础上，从分析蒸发操作的特点入手，理解 蒸发器结构特点及其多样性（适应物料工艺特点）、蒸发过程计算的复杂性（溶 液沸点升高）、提高蒸发器的生产强度的措施、蒸发操作的节能途径。
作用是能及时 排出加热室的 冷凝水，且能 阻止加热蒸汽 由排出管逸出， 同时却能排出 加热系统的不 凝性气体。
面安装真空系统，抽出冷凝器中的不凝性气体，一维持其所需的真空度。
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。（其广泛应用于化工、轻工、制药、生物、食品 等行业）
工业上被蒸发 的溶液居多， 故本章以水溶 液为重点。
蒸发的目的：1.制取增浓的液体产品 （如牛乳制奶粉生产中牛乳的浓缩） 2.纯净溶液的制取（如淡化海水）
强制循环式蒸发 器，v循环 =2~5m/s, λ总 =1000~6000W/ (m2· ℃）
《蒸发化工原理》PPT课件
11/28/2020
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2 单程型(膜式)蒸发器 溶液在蒸发器中只通过加热室一次，不作循环流动。溶液通
过加热室时，在管壁上呈膜状流动，故习惯上又称为液膜式蒸 发器。
优点： •溶液在蒸发器中的停留时间很短，因而特别适用于热敏性物料 的蒸发； •整个溶液的浓度，不象循环型那样总是接近于完成液的浓度， 因而这种蒸发器的有效温差较大。
优点：结构简单，不需要固定的传热面， 热利用率高
适于处理易结垢、易结晶或有腐蚀性的 溶液。
不适于处理能被燃烧气污染及热敏性的 溶液。
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（2）螺旋管蒸发器
在螺旋加热管中，要被蒸发的液体从顶部 流向底部，同时，沸腾膜与蒸汽并流流动，由 于加热管当然螺旋形状，在中等高度的设备中 可以容纳很长的管子，经过很长的管道流动中 产生的蒸汽对液膜施加一个很高的剪切力。为 此，弯曲的螺旋管将引起二次流，二次流被施 加在沿管轴的流动上，这此作用可促进湍流并 强化高粘情况下的热传递。
适用于达到高浓度和高粘度。为获得高的蒸发 比，这类蒸发器在高温度差下和单程操作。
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7.2.2 蒸发器的选型
选型时，一般考虑以下原则： 溶液的粘度：蒸发过程中，溶液粘度变化的情况，是选型时很重 要的因素。 高粘度的溶液应选用对其适应性好的蒸发器，如强制循环型、降 膜式、刮板搅拌薄膜式等；
③溶液特性：有些物料浓缩时易于结晶，结垢；有些热敏性物料由于沸 点升高更易于变性；有些则具有较大的粘度或较强的腐蚀性，等等。需 要根据物料的特性和工艺要求，选择适宜的蒸发流程和设备。
11/28/2020
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7.1.4 蒸发操作的分类
1.按二次蒸气的利用情况分：单效蒸发和多效蒸发
化工原理课件(天大版)第五章 蒸发
液层静压引起的温度差损失为：
t m t o
（3）二次蒸汽的阻力损失引起的此项影响很小， 通常取 1 ℃左右。
二、单效蒸发器的计算
已知：F、x0、t0、x 计算内容： L、 W、加热蒸汽量D、加热面积
1、物料衡算
L F W Lx Fx 0
x0 W F1 x
2）降膜式蒸发器
料液是从蒸发器的顶部加入，在重力 作用下沿管壁成膜状下降，并在此过程中 蒸发增浓，在其底部 得到浓缩液。 降膜式蒸发器可以 蒸发浓度较高、粘度 较大（0.05～0.45 Pa· s） 、蒸发量较小、热敏 性的物料。但因液膜 在管内分布不易均匀， 传热系数比升膜式蒸 发器的较小，仍不适 用易结晶或易结垢的 物料。
加热管直径约 为25～50mm， 管长和管径之 比约为100～ 150
分离器
合物在分离器内分离。
优点： 溶液在蒸发器中不循环，停留时间很短， 因而特别适用于热敏性物料的蒸发； 整个溶液的浓度，不象循环型那样总是 接近于完成液的浓度，因而这种蒸发器 的有效温差较大。 由于溶液呈膜状流动，因而对流传热系 数较大。 缺点： 对进料负荷的波动相当敏感，当设计或操作不适当时不易成膜， 此时，对流传热系数将明显下降。 适用场合： 适用于黏度较小的（小于0.05Pa· s）、蒸发量较大、易受热 分解的热敏性溶液者；不适用于粘度很大，易结晶或易结垢的物 料的蒸发。
2、单程型蒸发器
间壁 循环式 式蒸 发器
升膜式蒸发器-----价廉 降膜式蒸发器-----价廉 单程式（膜式）： 刮板式蒸发器 升-降膜式蒸发器 溶液不循环带来好处有： （1）溶液在蒸发器中的停留 时间很短，因而特别适用于热 敏性物料的蒸发； （2）整个溶液的浓度，不象 循环型那样总是接近于完成液 的浓度，因而这种蒸发器的有 效温差较大。
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