单效蒸发过程分析示范文本
单效蒸发过程分析
单效蒸发过程分析
单效蒸发是一种以水为主要原料，通过加热和蒸发来分离溶质
和溶剂的方法。
在单效蒸发过程中，将液态混合物置于加热器中，
利用热能将混合物加热至饱和蒸汽温度，产生水蒸汽，将混合物中
的溶剂蒸发掉，形成溶质浓缩液，浓缩液中溶质的浓度逐渐升高。
在这个过程中，需要使用介质或者真空来调节压力，以控制蒸发温
度和蒸发速度。
单效蒸发是一种相对简单的工艺，适用于溶液浓度较低的情况。
它的几个主要优点包括能够控制蒸发速度和浓缩度，同时也比较容
易维护和操作。
但是，单效蒸发的效率相对较低，需要大量的能源
投入，而且随着浓度的升高，需要增加蒸发器的数量来提高效率。
单效蒸发的过程可以分为以下几个步骤：
1. 混合物加热：将液态混合物加热到饱和蒸汽温度，使得混合
物中的水分子开始蒸发并产生水蒸气。
2. 蒸发过程：混合物中的水分子进入蒸汽相，离开混合物的表面，蒸发出来的水蒸气被回收和冷凝，形成蒸馏水并放出热量。
3. 浓缩液形成：随着混合物中水分子的逐渐蒸发，混合物中的
其他溶剂浓度逐渐升高，形成了浓缩液。
4. 控制压力：适当的压力控制可以有效地调节蒸发温度和蒸发
速度，从而实现精确的浓缩过程。
5. 过热蒸汽排出：在蒸发过程中，通过调节压力和蒸汽量可以是蒸汽过热，提高蒸发效率，同时过热的蒸汽需要通过相应的设备排出。
总的来说，单效蒸发是一种有效的浓缩溶液的方法，但相对于其它蒸发方法效率较低，应用受到一些限制。
第二节 单效蒸发和真空蒸发
三.蒸发器的传热面积： 由蒸发器的传热方程可得 A Q Kt m 而传热量：Q=DR 在蒸发器中，管外为蒸气冷凝，温度恒 定为TS，管内为溶液沸腾，温度为定值t， 可视为恒温差传热， t m TS t
故：
Q DR A Kt m K (TS t )
重点例题：例7-1
1.蒸发器的生产能力 1）定义：单位时间蒸发水分的质量W， 单位为kg/h。由于它主要取决于过程的 热流量，所以常以热流量Q来衡量蒸发 器的生产能力。 D r DR
D r DR Q KAt m W W R r r r W Kt m U A r
为了提高蒸发器的生产强度，应设法增 大蒸发器的传热系数和传热温度差。
①有效温度差△t:除和温度差损失有关 外,主要还是取决于加热蒸气压力和冷 凝器中压力之差。加热蒸气压力受工厂 用气条件限制;而冷凝器中真空度提高 要考虑真空泵功率消耗,且随真空度的 提高,溶液沸点的降低、粘度增大，也 会对溶液的沸腾传热产生不利的影响。 对一般物料蒸发,所用加热蒸气不超过 500kPa,冷凝器中压力也不小于10～ 20kPa(绝)。因此,有效温度差的增大 是有一定限度的。
2.蒸发器的生产强度： 1）定义：单位传热面积的生产能力， 以U表示，单位为 kg/(m2.h) ，即： U= W/ A 当蒸发任务W一定，U越大，A越小。 U反映了蒸发操作的设备性能。 2）影响因素： 主要为总传热系数和传热温度差。
K U t
3）提高生产强度的途径 对多数物系当沸点进料,忽略热损失时
对一定浓度的溶液， 只要知道它在两个 不同压力下的沸点， 再查出相同压力下 对应水的沸点，即 可绘出该浓度溶液 的杜林线，由此直 线即可求得该溶液 在其它压力下的沸 点。 见例题7-3
化工原理 单效蒸发
溶液的沸点t=T+Δ,有效传热温度差Δt=ΔtT-Δ
温度差损失原因：〈〈12〉〉溶蒸液发的器沸中点液升柱高静压头的影响 〈3〉流体摩擦阻力损失
⑴ 溶液的沸点升高与杜林规则
将1atm下的沸点升高
杜林(Duhling)规则：溶液的沸点与同温度 近似地作为其它压力
若为沸点进料，即t0 t1,并忽略热损失和比热C1和C0的差别，则有：
D Wr r
或 D r Wr
由于蒸汽在t1和T下的潜热r和r相差不大,
D W
r R
1
②溶液的浓缩热不可忽略
（3）蒸发Байду номын сангаас传热面积的计算
A Q DR K (Ts t1 ) K (Ts t1 )
1 K
1
i
Ri
1
o
Ro
5.3 2 蒸发设备中的温度差损失
Q H s hs
9.87 105
2728 556.51000
0.455kg / s 1640kg / h
2·求料液流量F
DH s Fh0 WH (F W )h1 Dhs QL
查NaOH的焓浓图得：料液的焓h0＝120kJ/kg,完成液的焓 h1＝540kJ/kg
又热损失 QL＝0·03Q 0.03 9.87 105 29600W 29.6kW
h1=c1t1,h0=c0t0代入热量衡算C式1＝：4.187 1－0.5＋2.01 0.5＝3.1
0·455（2728－556·5）＋F 3·75 35＝F－W 3·1100＋2681W＋29·6
178·7F＋2371W＝958·4 将W＝0·6F代入，解得：F＝0·6kg/s,W=0·36kg/s
单效蒸发器原理(一)
单效蒸发器原理(一)单效蒸发器引言单效蒸发器是一种常见的用于分离液体混合物的设备，在化工、制药和食品工业等领域得到广泛应用。
本文将逐步介绍单效蒸发器的原理和工作过程。
基本原理•蒸发是指液体由液态转变为气态的过程，当液体加热到其沸点时，会发生蒸发。
单效蒸发器通过加热液体，使其中的挥发性组分蒸发出来，实现对液体混合物的分离。
•单效蒸发器利用液体与加热表面的接触来增大传热面积，提高传热效率。
通常，蒸发器内部有一根或多根传热管，液体通过这些传热管流动，与传热管表面进行热交换。
工作过程单效蒸发器的工作过程可以分为以下几个步骤： 1. 进料：液体混合物通过进料管道进入蒸发器，在蒸发器内部形成薄膜流或滴流。
2. 加热：通过传热管外部加热介质（如蒸汽）的传热作用，使得液体在传热管内部发生蒸发，挥发性组分从液体中蒸发出来。
3. 分离：蒸汽和非挥发性组分从液体中分离出来，形成蒸馏液和残液两部分。
4. 出料：蒸馏液和残液通过相应管道从蒸发器中流出。
设计和操作参数•单效蒸发器的设计和操作需要考虑以下几个重要参数：–进料流量：根据需要分离的液体混合物的性质和产量，选择适当的进料流量。
–温度差：传热温度差对传热效率有重要影响，要合理选择加热介质温度和液体进出口温度。
–压力差：蒸发器内部的压力差影响着蒸发过程的进行，需要保持适当的压力差。
–传热面积：传热面积越大，传热效率越高，但也增加了设备的体积和成本。
–蒸汽消耗：蒸发器的蒸汽消耗量对操作成本有影响，需要控制在合理范围内。
应用和发展单效蒸发器广泛应用于化工、制药和食品工业等各个领域，用于分离溶剂、浓缩液体、回收溶剂等。
随着科技的发展，越来越多的新型蒸发器设备被研发出来，如多效蒸发器、膜蒸发器等，以满足不同工艺要求和节约能源的需求。
本文简要介绍了单效蒸发器的原理和工作过程。
作为一种常用的分离设备，单效蒸发器在化工等领域有着广泛的应用。
读者可以通过深入研究和实践，进一步了解蒸发器的设计参数和操作技巧，提高生产效率，降低生产成本。
单效蒸发
h = cpt
h0 =c p , 0 t0
c p = c p,w (1 w) + c p,b w = c p,w (c p,w c p,b )w c p,0 = c p,w (1 w0 ) + c p,b w0 = c p,w (c p,w c p,b )w0
代入热流量公式得：
Φ = qm,v r0 = qm,0c p,0 (t t0 ) + qm,wr′ + Φ L
t '" = 0.5 ~ 1° C
5.3 单效蒸发 5.3.1 物料衡算
目的： 目的：计算蒸发水量和完成液浓度 对溶质： 对溶质：
料液 qm0,w0, t0 ,c0 ,h0
加热室
二次蒸汽 qmwT’,H’
qm,0 w0 = (qm,0 qm,w )w
蒸发水量： q m,w w0 = q m ,0 (1 ) w
完成液 qm0-qmw,w, t,c,h
因此，溶液的沸点： 因此，溶液的沸点：
t = T ′ + t ' + t " + t '" = T ′ + t t
② 传热温差损失 溶液沸点升高，造成传热温差减小。
理论传热温度差： tT = T T ′
有效传热温差：
传热温度差损失：
t = T t
tT t = t T ′ = t t
若沸点进料，忽略热损失时，
t0 = t
qm , w qm , v
ΦL = 0
qm ,v =
qm , w r ′ r0
r = ≈1 r′
生蒸汽的经济性（经济程度） 生蒸汽的经济性（经济程度）qmw/qmv * 蒸发操作重要经济指标之一，反映蒸发操作能耗的大小; * 实际由于沸点升高和热损失，单效蒸发 qmw/qmv ≈0.9 。
第7章%20蒸发
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第7章 蒸发
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例7-2 单效蒸发器设计型计算
采用真空蒸发将质量浓度为20%的NaOH水溶液在上例的蒸发器 中浓缩至50%，进料温度为60oC，加料量为1.5kg/s 。已知蒸发器的 传热系数为1560W/(m2.K) ，操作条件同上例，求加热蒸汽消耗量 及蒸发器的传热面积。
解：
W F1 w0 1.5 1 0.2 0.9kg / s
i
查：50oC 10% NaOH溶液， i0=170kJ/kg
90oC 30%NaOH溶液， i=350kJ/kg
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第7章 蒸发
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习题3 设计型问题
加热蒸汽绝对压：101.3+50=151.3kPa , 查；T0=111.1oC r0=2239.4kJ/kg
二次蒸汽的焓：I=Cw(t-t0)+rs=1.88(90-70.1)+2324.5=2362.1kJ/kg
第7章 蒸发
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蒸发操作节能方法 （4）冷凝水的利用。
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第7章 蒸发
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Q D r0
U
:
kg m2
s
Dr0 FC 0 t t0 Wr Ql
DW
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第7章 蒸发
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并流流程
并流流程特点：1）料液在压强差的作用下自流到后一效；2）后效 操作压强低，蒸发温度低，系统的能量利用较为合理；3）末效溶 液浓度高、粘度大，故传热系数小。末效所需的传热面积应更大些。 42）020由/5/6于二次蒸汽温度的降低第，7章后蒸效发 的传热温度差有所减小。 17
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第7章 蒸发
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7.4 单效蒸发过程的计算 1、物料衡算
单效蒸发器工艺流程及原理
单效蒸发器工艺流程及原理Single-effect evaporation is a widely used industrial process in various fields such as food, pharmaceutical, and chemical industries. It is a process of separating a solvent from a solution by heating the solution to evaporate the solvent and then condense it back into a liquid. 单效蒸发是一种常见的工业过程，被广泛应用于食品、制药和化工等多个领域。
这是一种通过加热溶液使溶剂蒸发然后再凝结成液体的过程，实现对溶剂与溶液的分离。
The basic principle of single-effect evaporation is to utilize the difference in vapor pressure between the solvent and the solution. When the solution is heated, the solvent with a higher vapor pressure evaporates first, leaving behind the more concentrated solution. 单效蒸发的基本原理是利用溶剂和溶液之间的蒸汽压差。
当溶液被加热时，蒸汽压较高的溶剂首先蒸发，留下更为浓缩的溶液。
The process of single-effect evaporation involves several key steps including heating the solution, evaporating the solvent, separating the condensed vapor, and collecting the concentrated solution. During the heating stage, the solution is pumped into the evaporatorand heated to a temperature where the solvent begins to evaporate. 单效蒸发的过程包括加热溶液、蒸发溶剂、分离凝结蒸汽和收集浓缩溶液等多个关键步骤。
单效蒸发及其计算
温度差损失）， ℃；
Δ′——操作压强下由于溶液蒸气压下降而引起的沸点升高， ℃；
F——校正系数，无因次，其经验计算式为
式中 T′——操作压强下二次蒸气的温度， ℃； r′——操作压力下水的汽化热，kJ/kg。
单效蒸发及其计算
2. 按杜林规则计算
杜林规则说明溶液的沸点和同压强下标准溶液沸点间呈线性关 系。由于容易获得纯水在各种压强下的沸点，故一般选用纯水作为 标准溶液。只要知道溶液和水在两个不同压强下的沸点，以溶液沸 点为纵坐标，以水的沸点为横坐标，在直角坐标图上标绘相对应的 沸点值即可得到一条直线（称为杜林直线）。由此直线就可求得该 溶液在其他压强下的沸点。图5-2是由试验测定的不同组成的 NaOH水溶液的沸点与对应压力下纯水沸点的关系线图，已知任意 压力下水的沸点，可由图查出不同浓度下NaOH的沸点。
单效蒸发及其计算
（三）由于管路阻力而引起的温度差损失Δ″
二次蒸气由分离器送至冷凝器要克服管道 中流动阻力，所以分离室内二次蒸气压强应略 高于冷凝器中规定的压强。相应的蒸气温度也 高于冷凝器中蒸气的温度，两者的差值称为由 于管路阻力引起的温度差损失Δ″，其值与蒸气 的流速、物性及管路特性有关，一般取经验值 1～1.5 ℃。
单效蒸发及其计算
解：（1）求Δ′ 取冷凝器绝压pk为15kPa，可查出15 kPa下水蒸气的饱和 温度T′为53.5℃。取因流动阻力而引起的温度差损失Δ 1 ℃，故二次蒸气温度T′=54.5 ℃。由附表查出二次蒸气其他参 数为：T″=54.5 ℃，p′=15.4 kPa ,汽化潜热r′=2367.6 kJ/kg。
单效蒸发及其计算
单效蒸发及其计算
二、 单效蒸发的计算
单效蒸发中要计算的内容有：（1）单位时间内由溶 液中整除的二次蒸气质量，称为蒸发量；（2）单位时间内 消耗的加热蒸气量；（3）所需的蒸发器传热面积S。
项目四 任务一单效蒸发.
所以沸腾液体的平均温度为 ：
t t ( p) '' '
在大多数教材中，液柱内部的平均压力取的是液面压力和液柱 底部压力的平均值，即
1 LG 2 1 ' ' t ( p Lg ) t ( p ) 5 pm p
2. 蒸发设备中的温度差损失
（3）因蒸汽流动阻力引起的温度差损失 ' ' '
二、 单效蒸发
1.单效蒸发的计算
对于单效蒸发，在给定的生产任务和确定了操作条 件以后，通常需要计算以下的这些内容： ① 分的蒸发量； ② 热蒸汽消耗量； ③ 发器的传热面积。 要解决以上问题，我们可应用物料衡算方程，热量 衡算方程和传热速率方程来解决。
1. 单效蒸发的计算
（1）物料衡算 溶质在蒸发过程中不挥发，且蒸发过程是个定态过程， 单位时间进入和离开蒸发器的量相等，即
一、 概述
（5）蒸发操作的特点 ① 沸点升高 蒸发的物料是溶有不挥发溶质的溶液。由拉乌尔定律可 知：在相同温度下，其蒸汽压纯溶剂的为低，因此，在相同的 压力下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸点。故当加热蒸汽温一定 时，蒸发溶液时的传热温差就比蒸发纯溶剂时来得小，而溶液 的浓度越大，这种影响就越显著。 ② 节约能源 ③ 物料的工艺特性 本章的重点就是研究上述问题，同时还考虑从二次蒸汽 中分离夹带液沫的问题。
Fw0 ( F W )w
水分蒸发量： 完成液的浓度：
w0 W F (1 ) w
w Fw0 F W
1. 单效蒸发的计算
（2）热量衡算 对蒸发器作热量衡算，当加热蒸汽在饱和温度下排出时，
DIs Fi0 ( F W )i WI Dis Q损 D( I s is ) F (i i0 ) W ( I i) Q损
02单效蒸发
蒸发设备
单效蒸发
多效蒸发
2011-10-20
2
北京理工大学珠海学院
第二节
单效蒸发
一、溶液的沸点升高和温度差损失
溶液的沸点升高：一定压强下，溶液的沸点较纯水高，两 一定ห้องสมุดไป่ตู้强下，溶液的沸点较纯水高，
者之差，称为溶液的沸点升高。 者之差，称为溶液的沸点升高。
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北京理工大学珠海学院
§5-2-3 单效蒸发计算 单效蒸发设计计算内容有： 单效蒸发设计计算内容有： 水的蒸发量； 确定水的蒸发量 ①确定水的蒸发量； 加热蒸汽消耗量 蒸汽消耗量； ②加热蒸汽消耗量； 蒸发器所需传热面积 传热面积。 ③蒸发器所需传热面积。 在给定生产任务和操作条件，如进料量、温度和浓度， 在给定生产任务和操作条件，如进料量、温度和浓度， 完成液的浓度，加热蒸汽的压力和冷凝器操作压力的情况下， 完成液的浓度，加热蒸汽的压力和冷凝器操作压力的情况下， 上述任务可通过物料衡算 热量衡算和传热速率方程求解。 通过物料衡算、 上述任务可通过物料衡算、热量衡算和传热速率方程求解。 一、蒸发量的计算 蒸发量， 表示， 单位时间内从溶液中蒸出的水分质量称蒸发量 单位时间内从溶液中蒸出的水分质量称蒸发量，用W表示， 表示 kg/h.
即为完成液比热与原 料液比热间的关系式
Cp0=cpw(1-x0)+cpBx0=cpw-(cpw-cpB)x0 Cp1=cpw(1-x1)+cpBx1 =cpw-(cpw-cpB)x1
联立上两式， 联立上两式，得
(cp0-cpw)x1= (cp1-cpw)x0
Fx0=(F-W)x1
单效蒸发及计算范文
单效蒸发及计算范文单效蒸发是一种常见的蒸发操作过程，用于从溶液中分离溶剂和溶质。
在单效蒸发中，溶液在一个蒸发器中加热，使溶剂蒸发，然后凝结和收集。
单效蒸发的基本原理是根据溶剂和溶质之间的汽液平衡关系。
在溶液中，溶剂的蒸汽压与溶质的蒸汽压不同，溶剂的蒸汽压较高，因此在加热的过程中，溶剂会先蒸发，而溶质则会留在液相中。
通过控制加热温度和压力，可以实现溶剂和溶质的分离。
单效蒸发的计算涉及一些基本参数，如溶液的初始浓度、蒸发温度、蒸汽压、蒸发器的流量和效率等。
以下是一个简单的单效蒸发计算实例：假设我们有一种溶液，初始浓度为10%（质量分数），总体积为1000升。
我们希望通过单效蒸发把溶剂蒸发掉，从而得到更高浓度的溶液。
蒸发器的进料流量为100升/小时，效率为90%。
首先，我们需要确定溶液中的溶剂和溶质的组分和浓度。
假设这是一个水和盐的溶液，溶剂为水，溶质为盐。
根据溶液的初始浓度，我们可以得到溶液中的溶剂和溶质的质量。
溶液的初始质量为1000升*10%=100千克，其中溶剂的质量为100千克*(1-10%)=90千克，溶质的质量为100千克-90千克=10千克。
接下来，我们需要根据溶液的成分和性质确定溶剂和溶质的蒸汽压。
水的蒸汽压可以通过查找蒸汽压表得到，假设此温度下水的蒸汽压为5千帕。
盐的蒸汽压可以忽略不计，因为溶剂和溶质的蒸汽压差异较大。
然后，我们可以计算蒸发器中的蒸汽流量。
蒸汽流量等于进料流量乘以效率，即100升/小时*90%=90升/小时。
最后，我们可以计算蒸发的速率。
蒸发速率等于溶剂的质量除以溶剂的密度，再除以流量，即90千克/(90升/小时)=1千克/升。
通过这个例子，我们可以看到单效蒸发的计算包括了溶液的成分和浓度、蒸发温度、蒸汽压、流量和效率等参数的考虑。
根据实际情况，还可以进一步考虑热损失、传热系数等因素来优化蒸发过程。
化工原理 第五章 蒸发
加热室 D, Ts ,hs
完成液 L，t，h, c
按教材上的符号写： 忽略c p 0，c p1差别，且H ′ − c p1t1 ≈ r ′ D= FcP 0 ( t1 − t0 ) + wr ′ + QL r
三、加热面积A的计算 加热面积 的计算
bdo do do 1 1 = + RO + + Ri + Ko αo λdm di αidi
理论上： 理论上： 一效1kg蒸汽→1kg水 蒸汽→ 一效 蒸汽 水
一、多效蒸发流程
并流流程 逆流流程 按料液与二次蒸汽的走 向分为 错流流程 平流流程
并流流程： 并流流程：
思考： 大小顺序？ 思考：P1、 P2、 P3大小顺序？
P1 > P2 > P3 T1 > T2 > T3
完成液
逆流多效蒸发器
∆tm = Ts − t = Ts − T − ∆
冷却水
证明： 证明：
多效与单效相比，生产能力低、生产强度小。 多效与单效相比，生产能力低、生产强度小。 料液
T
P
单效： 单效：Q = KA∆t m
三效： 三效：Q1 = K1 A ∆t m 1 3 A Q2 = K 2 ∆t m 2 3 A Q3 = K 3 ∆t m 3 3
冷凝水 水 完成液 单效蒸发器
5、蒸发过程总结 、 1）、实质是传热过程 ） 2）、沸点升高，传热温差小于蒸发纯 ） 沸点升高， 溶剂 3）、重视体系特性 ） 结垢、 结垢、结晶 热敏物质 粘度与腐蚀性等
二、单效蒸发器的计算 物料衡算 热量衡算 传热速率方程 沸点升高关系式
单效蒸发器的计算
已知： 已知：F、x0、t0、x 计算内容： 计算内容： L、 W、加热蒸汽量 、加热面积 、加热蒸汽量D、
单效蒸发及计算
单效蒸发及计算一.物料衡算(material balance)对图片5-13所示的单效蒸发器进行溶质的质量衡算，可得由上式可得水的蒸发量及完成液的浓度分别为(5-1)(5-2)式中F———原料液量，kg/h；一.物料衡算二.能量衡算1．可忽略溶液稀释热的情况2．溶液稀释热不可忽略的情况三.传热设备的计算1.传热的平均温度差2.蒸发器的传热系数3.传热面积计算四.蒸发强度与加热蒸汽的经济性1.蒸发器的生产能力和蒸发强度2.加热蒸汽的经济性W———水的蒸发量，kg/h；L———完成液量，kg/h；x0———料液中溶质的浓度，质量分率；x1———完成液中溶质的浓度，质量分率。
二.能量衡算(energy balance)仍参见图片(5-13)，设加热蒸汽的冷凝液在饱和温度下排出，则由蒸发器的热量衡算得（5-3）或（5-3a）式中D———加热蒸汽耗量，kg/h；H———加热蒸汽的焓，kJ/kg；h0———原料液的焓，kJ/kg；H'———二次蒸汽的焓，kJ/kg；h1———完成液的焓，kJ/kg；hc———冷凝水的焓，kJ/kg；QL———蒸发器的热损失，kJ/h；Q———蒸发器的热负荷或传热速率，kJ/h。
由式5-3或5-3a可知，如果各物流的焓值已知及热损失给定，即可求出加热蒸汽用量D以及蒸发器的热负荷Q。
溶液的焓值是其浓度和温度的函数。
对于不同种类的溶液，其焓值与浓度和温度的这种函数关系有很大的差异。
因此，在应用式5-3或5-3a求算D时，按两种情况分别讨论：溶液的稀释热可以忽略的情形和稀释热较大的情形。
1．可忽略溶液稀释热的情况大多数溶液属于此种情况。
例如许多无机盐的水溶液在中等浓度时，其稀释的热效应均较小。
对于这种溶液，其焓值可由比热容近似计算。
若以0℃的溶液为基准，则（5-4）（5-4a）将上二式代入式5-3a得（5-3b）式中t0———原料液的温度，℃；t1———完成液的温度，℃；C0———原料液的比热容，℃；C1———完成液的比热容，℃；当溶液溶解的热效应不大时，其比热容可近似按线性加合原则，由水的比热容和溶质的比热容加合计算，即(5-5)(5-5a)式中CW———水的比热容，℃；CB———溶质的比热容，℃。
单效蒸发器工艺流程及原理
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化工单元操作蒸发
化工单元操作蒸发
第一节 概述
一、蒸发过程及其特点 1、定义：将含有非挥发性物质的稀溶液加热沸
腾使部分溶剂气化并使溶液得到浓缩的过程。 2、目的： （1）浓缩溶液； （2）制取或回收纯溶剂；
化工单元操作蒸发
3、特点
（1）蒸发是传热过程； （2）溶剂挥发而溶质不挥发； （3）溶剂的气化会消耗大量的热量； （4）蒸发的溶液种类不同时，所需设备和操作方
tma xtstc tmts tB
B、温差损失（沸点升高）
tB tc
' '' '''
※Δ’ 杜林规则:
tBKwtm
化工单元操作蒸发
t
' B
tB
K
t
' w
tw
※ Δ’’的计算 ※ Δ’’’
pm
p
gl
2
'' tpmtp
考虑1-1.5℃。
例题：P193。
化工单元操作蒸发
三、蒸发器的生产能力和生产强度
且忽略热损失的情况下， Ql 0
e D r' 1 Wr
注：由于溶液的热效应和热损失的存在，使得e大 于1.1。 例题：P190。
化工单元操作蒸发
(3)加热室传热面积的计算
A Q Ktm
Q Dr
K
1
1
0
R0
Ri
d0 di
1
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d0 di
有效温度差
化工单元操作蒸发
（4）蒸发器的有效温度差
A、蒸发装置的最大可能温度差
QL
F-W w1,t1,h1
化工单元操作蒸发
注：溶液的焓由实验测定，值随浓度和温度而变化。
单效蒸发器范文
单效蒸发器篇(一):单效蒸发器蒸发计算方式最详细总结，还有案例分析哦在蒸发结晶系统操作过程中，时常也伴随着许多的数值和计算，今天小七详细为您说明单效蒸发器蒸发过程中，在给定生产任务和操作条件要完成的计算。
蒸发水量的计算对图5-13所示蒸发器进行溶质的物料衡算，可得Fx0=(F-W)x1=Lx1由此可得水的蒸发量完成液的浓度式中F——原料液量，kg/h；W——蒸发水量，kg/h；L——完成液量，kg/h；x0——原料液中溶质的浓度，质量分数；x1——完成液中溶质的浓度，质量分数。
加热蒸汽消耗量的计算加热蒸汽用量可通过热量衡算求得，即对图5-13作热量衡算可得DH Fh0=WH Dhc QL （5—3）或Q=D(H-hc)=WH’ Lh1-Fh0 QL（5—3a）式中H——加热蒸汽的焓，kJ/kg ;H′——二次蒸汽的焓，kJ/kg ;h0——原料液的焓，kJ/kg ;h1——完成液的焓，kJ/kg ;hc——加热室排出冷凝液的焓，kJ/h ;Q——蒸发器的热负荷或传热速率，kJ/h ;QL——热损失，可取Q的某一百分数，kJ/kg ;c0、c1——为原料、完成液的比热，kJ/(kg·℃) 。
考虑溶液浓缩热不大，并将H′取t1下饱和蒸汽的焓，则（9—3a）式可写成（5—4）式中r 、r′——分别为加热蒸汽和二次蒸汽的汽化潜热，kJ/kg。
若原料由预热器加热至沸点后进料（沸点进料），即t0=t1，并不计热损失，则（4—5）式可写为（5—5）或（5—5a）式中D/W称为单位蒸汽消耗量，它表示加热蒸汽的利用程度，也称蒸汽的经济性。
由于蒸汽的汽化潜热随压力变化不大，故r=r′。
对单效蒸发而言，D/W=1，即蒸发一千克水需要约一千克加热蒸汽，实际操作中由于存在热损失等原因，D/W ≈1。
可见单效蒸发的能耗很大，是很不经济的。
传热面积的计算蒸发器的传热面积可通过传热速率方程求得，即（5—6）或（5—6a）式中A ——蒸发器的传热面积，m2;K——蒸发器的总传热系数，W/(m2·K)；Δtm——传热平均温度差，℃；Q——蒸发器的热负荷，W或kJ/kg。
化工原理五章第二节
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造成温度差损失的原因
(1) 溶液蒸汽压降低而引起的温度差损失，’ ；
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5.2.2 单效蒸发的计算
主要计算项目：①蒸发器的水分蒸发量； ②传热负荷与加热蒸汽的消耗量； ③蒸发器的传热面积。
生产任务中已知的项目： ①原料液流量、组成及温度； ②完成液组成； ③加热蒸汽的压强或温度； ④冷凝器的压强或温度。
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一、蒸发水量的计算
对单效蒸发器作溶质 的物料衡算：
’多’效’蒸发中二次蒸汽由前效经管路送至下一效作
为加热蒸汽，由于管道流动阻力使二次蒸汽的压强 稍有下降，温度也相应下降。
’’’与二次蒸汽在管道中的流速、物性及管道
尺寸等有关。对多效蒸发，二次蒸汽在两效间由于 管道阻力引起的温度差损失一般取 1℃；末效或单 效蒸发器至冷凝器间一般取1~1.5 ℃. 小结：在蒸发计算中，溶液的沸点是基本数据；溶 液的温差损失不仅是计算沸点所必须的，而且对选 择加热蒸汽的压强也是十分重要的。
1 、溶液稀释热不可忽略时 对蒸发器作物料的焓衡算：
DH Fho WH (F W )h1 Dhw QL
或 Q D(H hw ) WH (F W )h1 Fh0 QL 若加热蒸汽的冷凝液在饱和温度下排出，则：
H hw r
D WH '(F W )h1 Fh0 QL r
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蒸发器的生产强度简称蒸发强度，是指单位时间
Chap5-2
D r ≈ r' ⇒ e＝ ≈1 W
考虑到r 的差别及Q 考虑到 与r′的差别及 L ， D ≥ 1.1W 的差别及
天津商业大学 本科生课程 化工原理
第五章 蒸发
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3、蒸发器传热面积 So 的计算 、
do do bdo 1 1 = + Rsi + + Rso + Ko αi di di λdm αo
7 '
' ' 温 纯水失 ＝ tm 100 t有效＝1 −tc＝ +∆' +∆'' 差 ： ∆ ∆ ax −∆ 损 t ∆ 纯水： 20
7 (1)溶液沸点升高 溶液沸点升高 ∆′ (2)蒸发器液层压强 ∆″ 蒸发器液层压强 t1升高原因 沸点升高与传热温度差损失两者在数值上是一致 (3)蒸发器 蒸发器→ 因此，所谓的温度差损失 →冷凝器的压降 温度差损失指的就是操作条件 蒸发器 的，因此，所谓的温度差损失指的就是操作条件 ∆,,, 下引起的溶液的沸点升高值。 沸点升高值 下引起的溶液的沸点升高
天津商业大学 本科生课程 化工原理 第五章 蒸发
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讨论： 讨论： (1)若沸点进料，t0=t1，且忽略热损失即 L=0 若沸点进料， 且忽略热损失即Q 若沸点进料
W' r D r' 或 = = （e为蒸发 D= e 为蒸发1kg水所需蒸汽量） 水所需蒸汽量） 为蒸发 水所需蒸汽量 r W r
(2)由于水的汽化潜热随压强（p）变化不大 由于水的汽化潜热随压强（ ） 由于水的汽化潜热随压强
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浓缩热与溶液的焓浓图 －－稀释热不可忽略时溶液的焓值获得 －－稀释热不可忽略时溶液的焓值获得
NaOH、CaCl2稀释时放热 ， 浓缩时需考虑 、 稀释时放热， 供给和稀释热量相当的浓缩热， 浓度变化越 供给和稀释热量相当的浓缩热 ， 大时影响越大。溶液的焓值由焓浓图查出。 大时影响越大。溶液的焓值由焓浓图查出。
蒸发过程及危险性分析正式样本
文件编号：TP-AR-L1713In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编制：_______________审核：_______________单位：_______________蒸发过程及危险性分析正式样本蒸发过程及危险性分析正式样本使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
在化工、医药和食品加工等工业生产中，常常需要将溶有固体溶质的稀溶液加以浓缩，以得到高浓度溶液或析出固体产品，此时应采用蒸发操作。
蒸发就是通过加热的方法将稀溶液中的一部分溶剂汽化并除去，从而使溶液浓度提高的一种单元操作，其目的是为了得到高浓度的溶液。
例如：在化工生产中，用电解法制得的烧碱(NaOH溶液)的质量浓度—般只在10％左右，要得到42％左右的符合工艺要求的浓碱液则需通过蒸发操作，由于稀碱液中的溶质NaOH不具有挥发性，而溶剂水具有挥发性，因此生产上可将稀碱液加热至沸腾状态，使其中大量的水分发生汽化并除去，这样原碱液中的溶质NaOH的浓度就得到了提高。
又如：食品工业中利用蒸发操作将—些果汁加热，使一部分水分汽化并除去，以得到浓缩的果汁产品。
除此之外，蒸发操作还常常用来先将原料液中的溶剂汽化，然后加以冷却以得到固体产品，如食糖的生产、医药工业中固体药物的生产等都属此类。
在工业生产中应用蒸发操作时，需认识蒸发如下几方面的特点。
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单效蒸发过程分析示范
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一、单效蒸发的流程
如图13—1所示是一套典型的单效蒸发操作装置流程，左面的设备是用来进行蒸发操作的主体设备蒸发器，它的下部是由若干加热管组成的加热室1，加热蒸汽在管间(壳方)被冷凝，它所释放出来的冷凝潜热通过管壁传给被加热的料液，使溶液沸腾汽化。
在沸腾汽化过程中，将不可避免地要夹带一部分液体，为此，在蒸发器的上部设置了一个称为分离室2的分离空间，并在其出口处装有除沫装置，以便将夹带的液体分离开，蒸汽则进入冷凝器4内，被冷却水冷凝后排出。
在加热室管内的溶液中，随着溶剂的
汽化，溶液浓度得到提高，浓缩以后的完成液从蒸发器的底部出料口排出。
蒸发操作可以在常压、加压或减压下进行，上述流程是采用减压蒸发操作的。
减压蒸发是指在低于大气压的条件下进行的蒸发，具有如下优点：
①在加热蒸汽压强相同的情况下，减压蒸发时溶液的沸点低，传热温差可以增大，当传热量一定时，蒸发器的传热面积可以相应地减小；
②可以蒸发不耐高温的溶液；
③可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂；
④操作温度低，损失于外界的热量也相应地减小。
但是，减压蒸发也有一定的缺点，这主要是由于溶液沸点降低，黏度增大，导致总的传热系数下降，
同时还要有减压装置，需配置如图中
所示的真空泵、缓冲罐、气液分离器等辅助设备，使基建费用和操作费用相应增加。
在单效蒸发过程中，由于所产生的二次蒸汽直接被冷凝而除去，使其携带的能量没有被充分利用，因此能量消耗大，它只在小批量生产或间歇生产的场合下使用。
二、单效蒸发的计算
虽然大多数工程采用多效蒸发操作，但多效蒸发计算较为复杂，可将多效蒸发视为若干个单效蒸发的组合。
对于单效蒸发，在给定生产任务确定了操作条件后，则可用物料衡算和热量衡算来计算溶剂的蒸发量以及加热蒸汽的消耗量。
下面以蒸发水溶液为例讨论有关计算的内容。
如图13—2所示在溶剂蒸发时，单位时间内从溶液中蒸发出来的水分量，可以通过物料衡算得出，在稳定连续的蒸发过程中，单位时间进入和离开蒸发器的溶质数量应相等。
即
Fxw1＝(F—W)XW2 (13—1)
式中F--单位时间内原料液的耗用量，kg／h；
W一一单位时间内蒸发出的水分量，kg／h；
XW1一一原料液的质量分数；
XW2——完成液的质量分数。
a由式(13—1)可求得水分蒸发量为
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