第七章01节.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 蒸发,1 概述,蒸发：含有不挥发性溶质的溶液，受热使部分,溶剂汽化为蒸汽的操作,蒸发与传热,工业背景,氯碱工业：蒸发制碱,制糖工业：糖液的浓缩,制盐及海水淡化,基本原理：溶剂挥发，溶质不挥发,蒸发操作特点：,1溶质在加热面上析出，形成垢层，热阻变大；,2物性对蒸发器的结构的特殊要求；,3大量耗热，节能重要,加热蒸汽与二次蒸汽的温差用于两部分：,1传热推动力；,2溶液的沸点升高,例如：101.3kPa下，水的沸点100,12%(NaOH),水溶液沸点105,若加热蒸汽112,传热推动力=？,2 蒸发设备,蒸发器的主要构件：,加热室；,流动(循环)通道；,汽液分离空间(蒸发室)。,蒸发辅助设备,除沫器；,冷凝器；,疏水器。,2.2 蒸发器的传热系数,蒸发器的热阻分析：,R,i,管内垢层热阻；,管内沸腾给热热阻,措施：定期清洗，去除垢层,加快流速,减少结垢,扩大管内两相流动的,“环状流”区域,2.3 蒸发器的主要类型,(1)循环型蒸发器,中央循环管式 外加热式蒸发器,3 单效蒸发计算,物料衡算,热量衡算,传热速率,溶液沸点(物性),冷凝温度,温度差损失,沸点升高,液柱静压头造成液温升高,讨论：,蒸发器内的物料浓度,w,=?,假定蒸发器内完全混合，,w,=出口浓度,二次蒸汽,I,=?,过热蒸汽,以操作压强下饱和水蒸汽焓近似计算,能耗,W,并不与,w,成正比，而与,w,0,/,w,有关,溶液沸点升高 (B.P.R),1实验数据 实测或文献,2杜林法则推算,低浓度:,用常压下的数据,高浓度:,用两点线性内插,液柱静压头 引起”,考虑到液体中含气泡,取平均,查表,焓的计算,用,i,=,C t,，,i,0,=,C,0,t,0,表示,例1 用一单效蒸发器,浓缩某水溶液。原料液浓度为5%(wt),完成液浓度为20%,进料量为2000kg/h,沸点进料。冷凝器中二次蒸汽的冷凝温度为70,加热蒸汽温度为110。传热面积75m,2,传热系数为800W/m,2,热损失为蒸发器热负荷的10%。试推算该蒸发过程的总温差损失。二次蒸汽的汽化潜热为2331kJ/kg。,解：,t=92.0,总温度差损失,=,t-t,0,=92-70=22,传热有效温差,T-t=110-92=18,问题：蒸发室操作压强p,0,(如10kPa,绝,)如何保证？,p,0,选择高或低,对经济性有什么影响？,解：冷凝器的温度与压强有对应关系,抽真空主要除去不凝性气体。,p,0,高,t,0,=t,s,(p,0,)也高,则Q=KA(T-t)，,T要提高,或A要增大,加热蒸汽费用或设备费用要增加,而抽真空费用下降,3 蒸发操作的经济性和节能方法,3.1蒸发操作的经济性,经济性：单位质量加热蒸汽所能蒸发的水份量。,二次蒸汽再利用可提高,1多效蒸发,理论上 可成倍增加。增加设备费,降低操作费,多效蒸发流程,三效并流加料,三效逆流加料,三效平流加料,2引出额外蒸汽,将E抽出作它用,与,D,相比E有何不同？,3热泵(蒸汽再压缩)蒸发,100蒸汽要提高到T,显热不是主要问题,主要是压强,适用于,不太大的蒸发,3.2 蒸发设备的生产强度,生产强度 单位传热面的蒸发量,1提高,t,2提高K,提高流动速度,自然对流强制对流,扩大管内沸腾环状流动区,降低单程汽化率,减少结垢,局部浓度过高造成结垢,效数在经济上的限制,设备费用超过成倍增长，,操作费不按效数比例下降,效数 单效 二效 三效 四效 五效,W/D经验值 0.91 1.75 2.5 3.33 3.70,效数在技术上的限制,总推动力须 0,如：NaOH水溶液,W,0,=10%,w,1,=14%,1,=8,w,2,=23%,w,3,=50%,2,=13,1,=40,T-t,0,须61,本次讲课习题：,第七章 2，3,