《化工原理》课件 章节6-1概述 2两组分溶液气液平衡.pptVIP

* （1）循环型蒸发器 ① 垂直短管式（图7-2） * （1）循环型蒸发器 ② 热式加热室与蒸发室分开（图7-3） * （1）循环型蒸发器 ③ 循环蒸发器（图7-4） * （2）单程型蒸发器 ① 升膜式蒸发器（图7-5） 适用于：蒸发量大（较稀的溶液），热敏 性及易起泡的溶液。 不适用于：高粘度，易结晶、结垢的溶液。 * （2）单程型蒸发器 ② 降膜式蒸发器（图7-6） 适用于：粘度大的物料； 不适用于：易结晶的物料，固形成 均匀的液膜较难，不高。 * （2）单程型蒸发器 ③ 刮片式蒸发器（图7-8） 特点：借外力强制料液呈膜状流动，可 适应高粘度，易结晶、结垢的浓 溶液蒸发 缺点：结构复杂，制造要求高，加热面 不大，且需要消耗一定的动力 * 7.4.2 蒸发器的传热系数 （1）蒸发器的热阻分析 蒸发器的传热热阻可由下式计算 ① 管外蒸汽冷凝热阻 一般很小，但须注意及时排除加热室中不凝性气体，否则不凝性气体在加热室内不断积累，将使此项热阻明显增加； ② 管壁热阻 一般可以忽略； * 7.4.2 蒸发器的传热系数 ③ 管内壁液一侧的垢层热阻 取决于溶液的性质及管内液体的运动状况。降低垢层热阻的方法是定期清理加热管，加快流体的循环速度，或加入微量阻垢剂以延缓形成垢层；在处理有结晶析出的物料时可加入少量晶种，使结晶尽可能地在溶液的主体中，而不是在加热面上析出； ④ 管内沸腾给热阻 主要决定于沸腾液体的流动情况。 （2）管内汽液两相流动形式 （3）管内沸腾给热 * 7.4.3辅助设备 蒸发辅助设备有除沫器、冷凝器、输水器、真空泵等。具体的结构与设计可自己看书或是查阅相关资料，在课程设计中还会详细用到。 * * * * 第 4 章 蒸 发 4.1 概述 4.2 单效蒸发与真空蒸发 4.3 多效蒸发 4.4 蒸发设备 * 4.1 概述 4.1.1 蒸发操作及其在工业中的应用 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。 * 4.1.2 蒸发操作的特点 （1）溶液沸点升高 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） 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。 （3）能量回收 * 4.1.3 蒸发操作的分类 （1） 按操作压力分：常压，加压，或者减压（真空）蒸发。 （2） 按效数分：单效蒸发和多效蒸发。 （3） 按蒸发模式分：间歇蒸发与连续蒸发 * 4.2 单效蒸发与真空蒸发 4.2.1 单效蒸 发流程 * 4.2.2 单效蒸发设计计算 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 确定水的蒸发量； ②? 加热蒸汽消耗量； ③ 蒸发器所需的传热面积。 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。 * 4.2.2.1 蒸发水量的计算 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： * 4.2.2.2 加热蒸汽消耗量的计算 对蒸发器作热量衡算，当加热蒸汽在饱和温度下排出时， (以单位时间为基准，焓衡算，0℃焓值为0) H：TS(PS)下饱和蒸汽的焓值； H’：二次蒸汽焓值； h0,h1使用焓浓图查得 hw：TS下饱和冷凝水的焓值。 如果不考虑溶液的稀释热 r’：二次蒸汽的汽化潜热 r：饱和蒸汽（加热）汽化潜热 讨论： (1)若沸点进料，t0=t1，且QL=0 （蒸发1kg水蒸汽量） (2)由于蒸汽汽化潜热随温度（p）变化不大 * 由传热速率方程得 式中 ——蒸发器的传热面积，m2；