蒸发器原理分析课件.ppt
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1、1第五章第五章蒸蒸 发发2要求:要求:1.了解蒸发器的结构及选型;2.掌握温度差损失的计算、单效蒸发的计算及蒸发 器的生产能力和生产强度;3.了解多效蒸发流程及计算;4.掌握多效蒸发与单效蒸发的比较;5.了解蒸发器的工艺设计。3重点:重点:1.1.温度差损失的计算、单效蒸发的计算;温度差损失的计算、单效蒸发的计算;2.2.多效蒸发与单效蒸发的比较。多效蒸发与单效蒸发的比较。4蒸发蒸发:使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽,从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作。56加压蒸发常压蒸发真空蒸发分类分类:单效蒸发多效蒸发7真空蒸发的特点:真空蒸发的特点: 溶液沸点下降,有利于处理热敏性物料,且可利用
2、低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源; 对相同压强的加热蒸汽,可提高传热总温度差;溶液的粘度加大,总传热系数降低; 对减压系统,系统的投资费和操作费增加。8蒸发过程的特点:蒸发过程的特点:(1)传热性质:热、冷流体都发生相变。(2)溶液性质:蒸发过程中有结晶吸出、易结垢、产生泡沫、粘度变化大、有腐蚀性。(3)溶液沸点的改变(4)泡沫夹带:二次蒸汽中常挟带大量泡沫。(5)能源利用:如何利用二次蒸汽的能量。95.15.1蒸发设备蒸发设备5.1.1 5.1.1 蒸发器的结构蒸发器的结构蒸发器结构:加热室、分离器 循环型(非膜式) 间接加热蒸发器 单程型(膜式) 直接加热蒸发器101.1.循环型(非膜式)蒸发
3、器循环型(非膜式)蒸发器1 1)中央循环管式(标准式)蒸发器)中央循环管式(标准式)蒸发器 中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40100%,循环速度:0.40.5m/s以下,适宜用于处理结垢不严重、腐蚀性小的溶液。11122 2)悬筐式蒸发器)悬筐式蒸发器 环形截面积一般为加热管总截面积的100150%,循环速度:1.01.5m/s之间,适宜用于蒸发有晶体的溶液。缺点是设备耗材量大、占地面大、加热管内的溶液滞留量大。13143 3)外热式蒸发器)外热式蒸发器加热管长径比为50100,循环速度:可达1.5m/s。15164 4)列文蒸发器)列文蒸发器 循环管截面积一般为加热管总截面积的200
4、350%,阻力小,循环速度高达2.03.0m/s,适宜处理晶体析出或易结垢的溶液。17185 5)强制循环蒸发器)强制循环蒸发器循环速度高达2.05.0m/s。处理粘度大、易结沟或易结晶的溶液。19202.2.膜式式(单程型)蒸发器膜式式(单程型)蒸发器1 1)升膜蒸发器升膜蒸发器: 加热管长径比为100150,管径为2550mm。二次蒸汽在加热管内的速度为2050m/s,减压下为:100160m/s。处理蒸发量较大的稀溶液以及热敏性或生泡的溶液。不适合处理易结晶、易结垢或粘度特大的溶液。21222 2)降膜式蒸发器)降膜式蒸发器处理粘度较大的溶液、热敏性物料。不适合处理易结晶、易结垢或粘度特
5、大的溶液。233 3)升)升降膜蒸发器降膜蒸发器 处理粘度变化大的溶液。244 4)刮板搅拌薄膜蒸发器)刮板搅拌薄膜蒸发器叶片边缘与管内壁的间隙为0.251.5mm。处理高粘度、易结晶、易结垢或热敏性溶液。结构复杂、动力消耗大。25263.3.直接加热蒸发器直接加热蒸发器274.4.蒸发器的改进与发展蒸发器的改进与发展1)开发新型蒸发器2)改善蒸发器内液体的流动状况3)改进溶液的性质285.1.2 5.1.2 蒸发器的辅助设备蒸发器的辅助设备除沫器、冷凝器、真空系统装置29305.1.3 5.1.3 蒸发器的选型蒸发器的选型从以下因素考虑:(1)溶液的粘度(2)溶液的热稳定性(3)有晶体析出时
6、的溶液(4)易发泡的溶液(5)有腐蚀性的溶液(6)易结垢的溶液(7)溶液的处理315.2 5.2 单效蒸发单效蒸发5.2.1 5.2.1 溶液的沸点和温度差损失溶液的沸点和温度差损失1.溶液沸点升高=t - T1:溶液沸点升高值,oC;t:溶液的沸点,oC;T1:与溶液压强相等时水的沸点,即二次蒸汽的饱和温度,oC。322.传热的温度差损失tT - t = tT :理论上传热的温度差,oC;t :实际传热的温度差,oC。33蒸发过程温度差损失的原因:蒸发过程温度差损失的原因:(1)溶液的饱和蒸汽压下降;(2)加热管内液柱静压强;(3)管路流体阻力(多效蒸发) 341 1)由于溶液蒸汽压下降而引
7、起的温度差损失)由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失 1 1TtA*常压:附录二十三非常压:经验公式、杜林规则rTf22730162. 0。的汽化热,:操作压强下二次蒸汽kJ/kgr35362 2)由于加热管内液柱静压强而引起的温度差损失)由于加热管内液柱静压强而引起的温度差损失 11112glppm相对应的水的温度。:与相对应的水的温度;:与蒸汽的压强;:液面的压强,即二次;:液层中部的平均压强ptptpppmmmpmmtpppmtt 373 3)由于管路流体阻力而引起的温度差损失)由于管路流体阻力而引起的温度差损失 111111(末效)CC 5 . 11,1385.2.2 5.2.2 单效
8、蒸发的计算单效蒸发的计算计算项目:(1)单位时间内蒸发出的水分量,即蒸发量;(2)加热蒸汽的消耗量;(3)蒸发器的传热面积。39401.1.蒸发量蒸发量 W10101xxFWxWFFx2.2.加热蒸汽消耗量加热蒸汽消耗量 D1)溶液稀释热不可忽略时LwQDhhWFHWFhDH10wLhHQFhhWFHWD0141若加热蒸汽的冷凝液在蒸汽的饱和温度下排除,则:rQFhhWFHWDL0142432)溶液的稀释热可以忽略时 溶液的焓可以由比热算出,则:TcTchtctchtctchpwpwwpppp0001111100000LppwpwpwppLpppwQttFctcHWTcHDWcFccWFQtF
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