模块四项目2 蒸发器操作（课件）-高一《化工单元操作》同步教学（高教版）

模块四 溶液蒸发操作 《化工单元操作》 项目2 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。 实训任务 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——开车——操作运行——停车——卸料——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 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2～3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4～6效；而海水淡化的蒸发装置可达20～30效）。 二、蒸发器的计算 1．水分蒸发量 以1h为物料衡算基准，单位时间水分蒸发量为 2．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。 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/（m2·h） 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 4．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 1．蒸发单元操作安全要点有哪些？ 2．蒸发操作常见故障有哪些？应怎样处理？ 讨论、自学 【作业】 复习题 分析并比较下列各组概念的联系与区别。 加热蒸气 生产能力 循环型蒸发器 温度差损 二次蒸气 生产强度 单程型蒸发器 有效温度差 并流加料 逆流加料 平流加料 $$