《化工原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）蒸发

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5 蒸发 概述 5.1 蒸发设备 5.2 单效蒸发 5.3 多效蒸发

述 (1)蒸发操作的目的 ①获得浓缩的溶液直接作为化工产品或半成品。 除溶剂,将溶液增溶至饱和 ,随同加 固体产物,即采用 结晶 联合操作以获得固体浴质。 ③除杂质,获得纯净的溶剂。 (2)蒸发的流程

概述 （1）蒸发操作的目的 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。 （2）蒸发的流程

不凝性气体 冷却水 二次蒸汽 料液 加熱蒸汽 32 冷凝水 完成液 水 到7-1蒸发装置示意图 1如空:2加热管:3中央循环管 1点发室;5除沫器;6冷凝器

(3)加热蒸汽和二次蒸汽 蒸发需要不断的供给热能。工业上采用的热源通 常为水蒸气,而蒸发的物料大多是水溶液,蒸发时 产生的蒸汽也是水蒸气。为了区别,将加热的蒸汽 称为加热蒸汽,而由溶液蒸发出来的蒸汽称之为二 次蒸汽。 (4)分类 ①按蒸发操作空间的压力可分为:常压,加压,或 者减压(真空)蒸发。 ②按〓次蒸汽的利用情况可以分为单效蒸发和多效 蒸发。 间歇蒸发和连续蒸发

（3）加热蒸汽和二次蒸汽 蒸发需要不断的供给热能。工业上采用的热源通 常为水蒸气，而蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时 产生的蒸汽也是水蒸气。为了区别，将加热的蒸汽 称为加热蒸汽，而由溶液蒸发出来的蒸汽称之为二 次蒸汽。 （4）分类 ① 按蒸发操作空间的压力可分为：常压，加压，或 者减压（真空）蒸发。 ② 按二次蒸汽的利用情况可以分为单效蒸发和多效 蒸发。 ③间歇蒸发和连续蒸发

5)蒸发操作的特点 ①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节约能源 ③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

（5）蒸发操作的特点 ① 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 节约能源 ③ 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

72单敌盏发 721单效蒸发的计算 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水分的蒸发量; ②加热蒸汽消耗量 ③蒸发器的传热面积。 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

7.2 单效蒸发 7.2.1 单效蒸发的计算 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 水分的蒸发量； ② 加热蒸汽消耗量； ③蒸发器的传热面积。 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

7,21单效蒸发的计算 (1)物料衡算 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 (F-W)w 水分烈发量:W=F(1-2) 完成液的浓度: Fw

7.2.1 单效蒸发的计算 （1）物料衡算 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 Fw0 = (F −W)w (1 ) 0 w w W = F − F W Fw w − = 0 水分蒸发量： 完成液的浓度：

7.2.1单效蒸发的计算 (2)热量衡算 对蒸发器作热量衡算,当加热蒸汽在饱和温度 D+F0=(F-W)+W+D,+Q损(3) D(-i)=F(-i)+W(-1)+Q损(4) 式中D加热蒸汽消耗量,kg/s; 加料液与完成液的温度,℃; i,b+加料液,完成液和冷凝水的热焓,k/kg; 二次蒸汽和加热蒸汽的热焓,k/kg 式中热损失可视具体条件来取加热蒸汽放热量()的某百分数

7.2.1 单效蒸发的计算 （2）热量衡算 对蒸发器作热量衡算，当加热蒸汽在饱和温度 下排出时， DIs + Fi0 = (F −W)i +WI + Dis + Q损 D(I s − i s ) = F(i − i 0 ) +W(I − i) + Q损 式中 ——加热蒸汽消耗量，kg/s； ，——加料液与完成液的温度，℃； ， ， ——加料液，完成液和冷凝水的热焓，kJ/kg； ， ——二次蒸汽和加热蒸汽的热焓，kJ/kg。 式中热损失 可视具体条件来取加热蒸汽放热量（ ）的 某一百分数 。 D 0 t t 0 i i s i I s I Q损 Dr0 （3） （4）

(2)热量衡算 用以上两个式子进行计算时,必须预知溶液在一定浓度和温度 下的焓。对于大多数物料的蒸发,可以不计溶液的浓缩热,而由比 热求得其焓。习惯上取0℃为基准,即0°C时的焓为零,则有 16-0=c01 i=ct0=ct 代入前面的两式得:D(-1)=F(c1-C00)+W(-C)+Q损

（2）热量衡算 用以上两个式子进行计算时，必须预知溶液在一定浓度和温度 下的焓。对于大多数物料的蒸发，可以不计溶液的浓缩热，而由比 热求得其焓。习惯上取0℃为基准，即0℃时的焓为零，则有 0 * i s = c T 0 0 0 0 0 0 i = c t − = c t i = ct −0 = ct 代入前面的两式得： D(I s − i s ) = F(ct − c0 t 0 ) +W(I − ct) + Q损

(2)热量衡算 为了避免使用不同溶液浓度下的比热,可以近似 认为溶液的比热容和所含溶质的浓度呈加和关系,即 Co=C(I- Wo)+Cu B 0 C=c(I-w)+cRW 式中c—水的比热,k/kg; cn—溶质的比热,kJkg

（2）热量衡算 为了避免使用不同溶液浓度下的比热，可以近似 认为溶液的比热容和所含溶质的浓度呈加和关系，即 0 B 0 * 0 c = c (1− w ) + c w c c w cB w * = (1− ) + 式中 ——水的比热，kJ/kg； ——溶质的比热，kJ/kg。 * c B c