模块4 溶液蒸发操作

1、模块四 溶液蒸发操作化工单元操作项目项目1 1 认识蒸发器认识蒸发器 蒸发就是浓缩溶液的单元操作。在化工生产中，常常需要将溶有固体溶质的稀溶液浓缩，以达到符合要求的浓度，或析出固体产品，或回收汽化出来的溶剂。 如氯碱工业中将电解制得的10%烧碱溶液浓缩到30%，必须蒸发除去部分水分。实训任务观察蒸发器的结构、尺寸、仪表及控制部分，分析蒸发器在工艺流程中的位置。实训过程初步认识察看详细结构分析加热室结构观察仪表及控制系统察看材质察看安装方式检查评价学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。确性，选出最佳操作人员。一、蒸发器的分

2、类一、蒸发器的分类1蒸发操作 通过加热提供大量的热能；一般在沸腾状态下进行 大量溶剂汽化及时排除汽化出的蒸气2蒸发设备与一般的传热设备无本质区别。包括：加热室、气液分离室（蒸发室）、除沫器、冷凝器、真空装置3蒸发器分类 根据料液在蒸发器内流动情况分为： 循环型和单程型（膜式） 根据循环方式分为：自然循环型和强制循环型 根据其结构可分为： 中央循环管式、悬筐式、外加热式、列文式； 强制循环型； 升膜式、降膜式、升-降膜式、刮板式薄膜式二、常见蒸发器结构1根据蒸发器模型或图片，分析蒸发器的结构：加热室、蒸发室的位置，加热蒸气进口，冷凝水出口，二次蒸气出口，料液进口，物料出口讨论、自学讨论、自学讨论

3、、自学讨论、自学2说明各种类型蒸发器物料流向及循环过程。3比较各种类型蒸发器的特点及应用场合。（1）中央循环管式蒸发器（2）悬筐式蒸发器（3）外加热式蒸发器（4）列文蒸发器（5）强制循环型蒸发器（6）升膜式蒸发器（7）降膜式蒸发器（8）升-降膜式蒸发器（9）刮板薄膜式蒸发器4分析蒸发器辅助装置的结构及作用。（1）除沫器（2）冷凝器和真空装置（3）冷凝水排除器偏心热动力疏水阀【作业】复习题复习题项目项目2 2 蒸发器操作蒸发器操作 工业上应用的蒸发过程有不同的形式，蒸发操作按效数可分为单效蒸发和多效蒸发，按操作方式又分为间歇蒸发和连续蒸发等。 每种操作方式均有其不同特点，视工业生产要求而选用。实

4、训任务练习蒸发器开车、进料、正常运行、停车操作练习蒸发器开车、进料、正常运行、停车操作实训过程检查准备检查准备开车开车操作运行操作运行停车停车卸卸料料洗效（刷罐）洗效（刷罐）检查评价学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。一、蒸发流程一、蒸发流程 1蒸发操作的分类 按二次蒸气是否利用分：单效蒸发、多效蒸发 按操作压力分：常压蒸发、减压蒸发、加压蒸发 按操作过程是否连续分：间歇蒸发、连续蒸发2多效蒸发流程（1）并流加料流程 并流加料又称顺流加料，即溶液与蒸气的流向相同，都是由第一效顺序流至末效。 优点：操作简便，容易控制。 处理黏度随浓度增加而变化很大的物料时，不宜采

5、用。（2）逆流加料流程 原料液的流向与加热蒸气流向相反。 优点：随溶液浓度的逐效增加，其温度也随之升高。各效溶液的黏度较为接近，使各效的传热系数基本保持不变。 缺点：效间溶液需用泵来输送。（3）平流加料流程 各效都加入原料液和放出浓缩液，蒸气则仍然从第一效顺序流至末效。 适合于在蒸发过程中不断有结晶析出的溶液。3多效蒸发的效数限制 沸点升高较大的电解质溶液的蒸发，效数不宜太多（如NaOH水溶液的蒸发，一般采用23效）； 对于沸点升高较小的非电解质溶液的蒸发，则可采用较多的效数（如糖水溶液的蒸发用46效；而海水淡化的蒸发装置可达2030效）。二、蒸发器的计算二、蒸发器的计算 1水分蒸发量 以1h

6、为物料衡算基准，单位时间水分蒸发量为 01(1)wWFw2加热蒸气消耗量 定义 为单位蒸气消耗量，即每蒸发1kg水（溶剂）所需要的加热蒸气量。 采用单效蒸发时，汽化1kg水消耗约1kg加热蒸气。实际生产中，单位蒸气消耗量大约为1.1或更大一些。 0101()Fc ttWrQDRDW效数 单效 双效 三效 四效 五效D/W 理论值 1.0 0.50 0.33 0.25 0.20 实际值 1.1 0.57 0.40 0.30 0.27（1）蒸发器的生产能力单位时间蒸发的溶剂（水）量，kg/h，由生产要求确定。（2）蒸发器的生产强度单位时间内单位传热面积上所能蒸发的溶剂量，kg/（m2h） 对于一定的蒸发量，蒸发强度越大，则所需传热面积越小，蒸发设备的投资越小。3蒸发器的生产能力和生产强度WUA4提高蒸发器生产强度的途径 增大蒸发器的总传热系数K是提高蒸发器生产强度的主要途径。 蒸气中若含有少量不凝性气体时，它将会占据传热空间，使对流传热膜系数大幅度下降。当蒸气中含有1%的不凝性气体，总传热系数K下降60%。因此，在蒸发器的实际操作中应该定时排放不凝性气体。 在处理易结晶或结垢的料液时，管壁上可形成污垢层，污垢层热阻很大，造成传热速率急剧降低。所以，在蒸发生产中要求定期清洗蒸发器。三、蒸发器的操作三、蒸发器的操作1蒸发单元操作安