FE第六章蒸发.ppt

第三节 多效蒸发 6-5 多效蒸发方法和节能 6.5A 多效蒸发操作流程 6.5B 多效蒸发的蒸汽经济性 6-6 多效蒸发的计算 6-5 多效蒸发方法和节能 6.5A 多效蒸发操作流程 1.顺流法 (forward-feed) ●自蒸发作用 增加蒸发量； ●对热敏料有利。 ●效间料液 不需泵送； 缺点：末效黏度大， 操作困难。 优点： 蒸汽流动方向： 1→2→3 溶液流动方向： 1→2→3 2.?逆流法 (backward-feed) 优点：浓液对应较高温度，黏度增加布显著，利传热。 缺点：效间需泵送； 高浓对应高温，营养易破坏。 蒸汽流动方向： 1→2→3 溶液流动方向： 3→2→1 3. 平流法 (parallel-feed) 各效分别进料并分别出料，二次蒸汽多次利用，对蒸发易析出结晶的物料较合适（因为结晶体不便在效与效之间输送）。 6.7B 多效蒸发的温差分配 （1） 各效等面积原则 （2） 各效等压差原则 （3）?各效蒸发量经验比例原则，例如： 将有效总温差ΔT分配到各效： 并满足 Φi = KiAiΔTi　 6.7C 多效蒸发的蒸汽经济性 n效蒸发 ，理论蒸汽经济性：e = n ↑n,理论上可成倍↑热利用的经济性 但因热损失，e的实际值低于理论值 蒸汽经济性随效数的变化： 效数的限度 尽管实际 e值不是随效数n 成倍增加，但仍然是效数越多，e 值越大。可是由于 多种原因，效数是有限度的： （1）效数增加，蒸发器及附属设备的投资也基本上成倍增加； （2）整个系统的有效总温差有一定范围，每效有效温差不得小于5~7K； （3）温差损失几乎随效数成比例增加。 实践上最常采用 n = 2～4 一效蒸发器 二效蒸发器 三效蒸发器 F，wF,TF S1，rs1,Ts V1，T1 不凝性气体 V2 V3 冷凝器 冷却水 水 P，wp,Tp 6-6 多效蒸发的计算 6-6 多效蒸发的计算 1.总蒸发量 2.加热蒸汽耗量及各效蒸发量 第一效 α1—第一效的蒸发因数，计算时按 α1≈1 处理 β1—第一效的自蒸发系数 考虑热损失，设 η1 为第一效的热利用因数 由于V1=S2，V2= S3， 即： 相加 V = aS1+ b 代入各式可求得 V1,V2, V3 3.各效换热面积 故上列各式均可表示为S1的函数 例 双效顺流蒸发番茄汁，ws ：4.3%→28%，沸点 进料，流量1.39kg/s。T1=60℃,pS =118kPa，传热系数 K1=900W/(m2·K) ， K2=1800W/(m2·K) 。冷凝器真空 度93kPa。求V,V1,V2,S1,e,A1,A2。 一效蒸发器 二效蒸发器 F，wF,TF S1，rs1,Ts V1，T1 不凝性气体 V2 冷凝器 冷却水 水 P，wp,Tp 解 （1） （2） T1 = TF = 60℃ pc = 101-93 = 8kPa, 查得Tc = 41.3℃ T2 = 42.3℃, r2 = 2396kJ/kg 一效蒸发器 二效蒸发器 F，wF,TF S1，rs1,Ts V1，T1 不凝性气体 V2,T2 冷凝器 冷却水 水 P，wp,Tp （4） pS1 = 118kPa，TS1 = 104.2℃, rS1 = 2230kJ/kg TS2 = 60-1 = 59℃, rS2 = 2357kJ/kg （3） e = V/S1 = 1.18/0.597 = 1.98 蒸发章小结 蒸发特点 单效蒸发计算（物料衡算、能量衡算） 产生传热温度差损失的原因 多效蒸发流程及其特点 提高加热蒸汽经济利用程度的措施 限制效数的原因 直接加热式蒸发器 主要为啤酒厂的麦芽汁煮沸锅，常在常压下进行： 将糊化，糖化，过滤后的麦芽汁煮沸，浓缩到一定的发酵糖度 两种类型：夹套加热式和内置加热式--加热器位于锅体内 麦芽汁煮沸锅 夹套加热式 直接加热式蒸发器 列管式内加热器的煮沸锅 6.7A 循环型蒸发器 1.中央循环管蒸发器 6-7 蒸发器 基本结构 1）锅体：锅底、加热室—蒸汽容纳空间 2）加热器体：中央循环管(截面积为总面积的40%－100%）和上下管板及加热管束（直径25mm－75mm)，液料在管内流动而加热蒸汽在管束之间流动。 料液 加热蒸汽 二次蒸汽 完成液 冷凝液 适用于处理量大、结垢不严重的物系。 缺点： （1）循环速度较低，管内流速0.5m/s； （2）溶液在加热室中不断循环，使其浓度始终接近完