蒸发器(单效、多效蒸发) ppt课件

W (I ct) Wr
D

r0
r0
或
D I ct r 1
W
r0
r0
式中称D /W为单位蒸汽消耗量，用来表示蒸汽利用的经济程度 （或生蒸汽的利用率）。
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7.2.1 单效蒸发的计算
（3）蒸发器传热面积的计算
由传热速率方程得
A Q Kt m
式中
A ——蒸发器传热面积，m2； Q ——传热量，w； K ——传热系数，w/m2·K； t m——平均传热温差，K。
空）蒸发。 ② 按二次蒸汽的利用情况可以分为单效蒸发和多效蒸发。
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7.1 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。
c0 c* (1 w0 ) cB w0 c c* (1 w) cBw
式中 c* ——水的比热，kJ/kg； cB ——溶质的比热，kJ/kg。
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（2）热量衡算
由式（3）或式（4）可得加热蒸汽的消耗量为：
D F (i i0 ) W (I i) Q损 Is is
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7.2 单效蒸发
7.2.1 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。
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7.2.1 单效蒸发的计算
7 蒸发
7.1 概述 7.2 单效蒸发 7.3 多效蒸发 7.4 蒸发设备
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7.1 概述
（1）蒸发操作的目的 ① 获得浓缩的溶液直接作为化工产品 或半成品。 ② 脱除溶剂，将溶液增溶至饱和状态， 随后加以冷却，析出固体产物，即采 用蒸发，结晶的联合操作以获得固体 溶质。 ③ 除杂质，获得纯净的溶剂。
（2）蒸发的流程
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7.1 概述
（3）加热蒸汽和二次蒸汽 蒸发需要不断的供给热能。工业上采用的热源通常为水蒸气，而 蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时产生的蒸汽也是水蒸气。为了 区别，将加热的蒸汽称为加热蒸汽，而由溶液蒸发出来的蒸汽称 之为二次蒸汽。
（4）分类 ① 按蒸发操作空间的压力可分为：常压，加压，或者减压（真
DI s Fi0 (F W )i WI Dis Q损
（3）
D(I s is ) F (i i0 ) W (I i) Q损
（4）
式中 D ——加热蒸汽消耗量，kg/s；
t0 ，t ——加料液与完成液的温度，℃； i0 ，i ，is——加料液，完成液和冷凝水的热焓，kJ/kg；
is c*T0
i0 c0t0 0 c0t0
i ct 0 ct
代入前面的两式得： D(I s is ) F (ct c0t0 ) W (I ct) Q损
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（2）热量衡算
为了避免使用不同溶液浓度下的比热，可以近似认为溶液的比热 容和所含溶质的浓度呈加和关系，即
I ，I s ——二次蒸汽和加热蒸汽的热焓，kJ/kg。 式中热损失 Q损可视具体条件来取加热蒸汽放热量（ Dr0 ）的
某一百分数。
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（2）热量衡算
用以上两个式子进行计算时，必须预知溶液在一定浓度和温度 下的焓。对于大多数物料的蒸发，可以不计溶液的浓缩热，而由比 热求得其焓。习惯上取0℃为基准，即0℃时的焓为零，则有
（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
水分蒸发量： 完成液的浓度：
Fw0 (F W )w W F (1 w0 )
w w Fw0
F W
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7.2.1 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，
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（3）蒸发器传热面积的计算
由于蒸发过程的蒸汽冷凝和溶液沸腾之间的恒温差传热， tm T0 t ，且蒸发器的热负荷 Q Dr0 ，所以有
A Q Dr0 K (T0 t) K (T0 t)
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7.2.1 单效蒸发的计算
（4）浓缩热和溶液的焓浓图 如图7-21为NaOH水溶液从0℃为基准温度的焓浓图。
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7.2.2 蒸发设备中的温度差损失
蒸发器中的传热温差等于 tm(T0 t) ，当加热蒸汽的温度 T0一定 （如用47k kN/m2（绝压）的水蒸气作为加热蒸汽，T0 150 ℃），若蒸 发室的压力为1atm而蒸发的又是水（其沸点 T 100℃）而不是溶液， 此时的传热温差最大，用 tT 表示：
① 忽略浓缩热时 ② 浓缩热且I ct r
D F (ct c0t0 ) W (I ct) Q损 Is is
，ILeabharlann Baidus is r0
D F (ct c0t0 ) Wr Q损 r0
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（2）热量衡算
③ 沸点进料，t0 t ，并忽略热损失和溶液浓度较低时，c c0 ， 则
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7.2.2 蒸发设备中的温度差损失
传热温差损失 tT t (T0 T ) (T0 t) t T
溶液沸点
t T
有效传热温差 t tT
温度差损失的原因 ： ① 溶液沸点的升高。这是由于溶液蒸汽压较纯溶剂（水）
tT T0 T 150 100 50
如果蒸发的是30%的NaOH水溶液，在常压下其沸点是高于100℃。 若其沸点 t 120 ℃，则有效传热温差 t T0 t 150 120 30℃，t比 tT 所减小的值，称为传热温度差损失，简称温度差损失，用 表示