化工原理（上册） 教学课件 作者 钟理伍钦马四朋 主编 上册( 第5章,蒸发) 蒸发5.pptVIP

尚辅网 尚辅网 第三节 多效蒸发的综合分析 3-1 热能的利用 3-1-1 抽取额外蒸汽 使部分二次蒸汽用于其他加热过程的热源 称为额外蒸汽。潜热是能量品位高的能， 利用二次蒸汽的冷凝潜热能大大提高能源 的利用率。一般糖的蒸发过程多引出额外 蒸汽。 3-1-2 冷凝水的利用 为了减少加热蒸汽消耗量，可充分利用冷 凝水的余热。多采用等压排水和串级自蒸 发的凝结水排放方式。 3-2 多效蒸发中的最佳效数 工业生产中，若蒸发大量的水分，宜采用多效蒸发。效数的多少取决于蒸发过程的经济性和生产强度。 3-2-1 多效蒸发的生产能力和强度 一、生产能力和生产强度 1、生产能力 是单位时间内蒸发的水量，即蒸发量。可以认为蒸发量正比于蒸发器的传热速率。即 比较一下蒸发强度 对于单效蒸发，蒸发强度为 由于液柱和溶液中溶质对沸点的影响，对于 相同的生蒸汽压强和冷凝器压强而言，三效 蒸发温差的和总小于单效，即 二、最佳效数 多效蒸发中，随着效数的增加，单位蒸汽的消耗 量减少，使操作费用降低；另一方面，效数增加 装置的投资费用也增大。 同时，随着效数的增加，生产能力和生产强 度也在不断降低。 问题 1、蒸发器在设计时沸点的校正一般包括： ； ； 。 2、采用多效蒸发经济性的提高是以 为代价，因为 。 例5-4 10%的NaOH水溶液10t/h用两效蒸发浓缩到50% 。沸点加料。生蒸汽和末效二次蒸汽绝对压分 别为500kPa和15kPa。各效总传热系数分别为 K1=1170W/(m2·oC), K2=700W/(m2·oC)，密度分 别为ρ1=1120kg/m3, ρ2=1460kg/m3。各效加热蒸 汽在饱和温度排出。设加热管的液面高度为 1.2m。求（1）总蒸发量和各效蒸发量；（2） 生蒸汽量；（3）传热面积（各效传热面积相 等）。 * * 尚辅网 多效蒸发提高了加热蒸汽的利用率。对于蒸发等量水分，采用多效蒸发需要加热蒸汽较单效少。此外还可以采用以下方法提高能的利用率。 尚辅网 二次蒸汽压强较低，如果其他加热过程需要加热蒸汽温度较高，则需要使用热泵技术，以提高额外蒸汽的饱和温度。 尚辅网 若将前一效的温度较高的冷凝水，减压到下一效加热室的压力，冷凝水发生自蒸发，产生的少量蒸汽可作下一效的加热蒸汽。蒸汽的产生率约2.5%。 尚辅网 尚辅网 2、生产强度 单位面积的蒸发量，即 尚辅网 对于三效效蒸发，蒸发强度为 可见，如果不存在溶质和液柱对沸点的影响，单效蒸发和三效蒸发强度基本相同。 尚辅网 效数越多，相差越大。因此，多效蒸发可提高蒸汽的利用率，但是由于温差损失的加大使生产强度下降。 尚辅网 0.27 0.3 0.4 0.57 1.1 D/W 五效 四效 三效 双效 单效 效数 从上表看出，随着效数的增加，虽然D/W不断减少，但所节约的蒸汽消耗量也越来越少。 尚辅网 因此，最佳效数要综合权衡，单位生产能力的总费用为最低时的效数即为最佳效数。 典型工业操作的效数一般是 电解质溶液： 2-3效 非电解质溶液：4-6效 海水淡化： 可高达20-30效 尚辅网 尚辅网