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第五章 蒸发 5.1 概述 5.2 蒸发器及辅助设备 5.3 蒸发的方式及流程 5.1 概述 蒸发过程：将含有固体溶质的稀溶液加热沸腾进行浓缩，以获得固体产品或制取溶剂。蒸发过程实际上是不挥发性的溶质和挥发性的溶剂分离的过程。 5.1.1 蒸发的分类 按操作温度：自然蒸发 . 沸腾蒸发 按操作压强：加压蒸发 . 常压蒸发和减压蒸发 按操作方式：可将蒸发分为间歇蒸发和连续蒸发； 按蒸发操作产生的二次蒸汽是否再作为蒸发器的热源利用：可分为单效和多效蒸发等。 5.1.2 蒸发过程的特点 蒸发操作是从溶液中分离出部分（全部）溶剂，属于传热过程。 特点：传热性质（属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程） .溶液性质（蒸发过程中溶液粘度增大，腐蚀性加强） .溶液沸点的改变 .泡沫夹带 5.1.3 蒸发进行的条件及其在工业上的应用 条件：热能的不断供给和生成蒸汽的不断排出。 在蒸发溶液时，把汽化生成的溶剂蒸气称为二次蒸汽，以区别于作为热源的加热蒸汽。 应用：化工.食品.医药.海水淡化等 5.2 蒸发器及辅助设备 5.2.1 循环型（非膜式）蒸发器 蒸发器种类繁多、结构各异，但都是由加热室和分离室两部分组成。 1、 循环型（非膜式）蒸发器其特点是溶液 在蒸发器中循环流动可以提高传热效果。主要 有两种：中央循环管式（标准式）蒸发器、悬 筐式蒸发器。 2、单程型（膜式）蒸发器其特点是溶液流过加热 室一次即可达到所需的浓度且溶液在管内呈膜装流 动。主要有两种：升膜式蒸发器、降膜式蒸发器。 中央循环管式蒸发器 蒸发器的上部为分离室。二次蒸汽上升至较大的分离室，由于流速减小，二次蒸汽中夹带的液滴被沉降下来，达到气液分离的作用。 特点是结构简单、操作可靠、投资费用少。 此蒸发器适用于大量稀溶液的蒸发，不适用于处理热敏性的溶液。 悬框式蒸发器 它是中央循环管式蒸发器的一种改良，其加热管束可以取出用备用管束替代，节约清理时间。又由于通道截面积及周边长均比中央循环管大，改善和加速了料液的循环，从而改善了在加热管内的结垢现象提高了传热效果。适用于有晶体析出或结垢不严重的溶液蒸发。缺点是设备重量大，占地面积大，溶液滞流量大。 升膜式蒸发器 升膜式蒸发器又称长管蒸发器，其加热 室由很长的管束组成。料液在加热馆内沸 腾和流动情况对长管蒸发器的蒸发效果有 很大的影响。经分析以柱状流动的传热系 数最大，为此一般在进入蒸发器前使料液 预热接近到沸点状态（比沸点低两度左右 ）以便进入加热管就达到沸点状态。同时 应保持一定的上升蒸汽速度奖励熬夜拉成 膜状。适用于蒸发量大、热敏性极易生泡 沫的溶液，不适用于有结晶析出或易结垢 的溶液 。 降膜式蒸发器 降膜式蒸发器产生膜状流动的原因是由于重力作用及液体对管壁的侵润里，而使液体成膜状沿管壁下流。 不取决于蒸汽的速度因此蒸发器适用于蒸发量较小的场合以及浓度、度较大的场合。不适用于易结晶或易结垢的溶液 升-降膜式蒸发器 在工业上常把以上两种蒸发器联合使用，一般用于在蒸发过程中溶液浓度变化较大或厂房高度有一定限制的场合。 刮板式薄膜蒸发器 是一种利用外加动力 成膜的蒸发器。只用于处理易结晶、易结垢、高粘度或热敏性溶液。他的结垢复杂动力消耗大。只能用在传热面积较小的场合。 5.2.3 除沫器 蒸发操作产生的二次蒸汽中夹带有大量液沫。 除沫器的工作原理主要是利用液沫的惯性达到企业分离的目的。 5.3 蒸发的方式及流程 蒸发操作可按蒸发器内的操作压强分为常压.加压和减压蒸发，减压蒸发也称为真空蒸发；也可按二次蒸汽利用的情况分为单效蒸发和多效蒸发。 5.3.1 单效蒸发及计算 单效蒸发是溶液在蒸发时，所产生的二次蒸汽不再利用或被用于蒸发器以外的操作 1. 溶剂的蒸发量 如图所示的单效蒸发器易溶质为基准做物料衡算： 2. 加热蒸汽的消耗量 加热蒸汽的消耗量可通过热量衡算来确定。如果不计溶液的浓缩热并设加热蒸汽的冷凝在饱和温度下排出，则热量衡算为 由于不计溶液的浓缩热，则 则可改写成 如果原料液在沸点下进入蒸发器，即 并忽略蒸发器的热损失，则可简化为