蒸發(fā)設(shè)備和結(jié)晶設(shè)備綜述(已修改)
2025-02-26 02:00 本頁(yè)面
【正文】 第九章 蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備 計(jì) 劃216。 授課時(shí)間 4學(xué)時(shí)216。 單元目標(biāo)與要求 熟悉常壓蒸發(fā)的原理與設(shè)備結(jié)構(gòu)及基本計(jì)算，掌握結(jié)晶原理及方法和設(shè)備的操作控制過程。216。 授課內(nèi)容 常壓與真空蒸發(fā)設(shè)備，結(jié)晶設(shè)備。 216。 重點(diǎn)和難點(diǎn) 結(jié)晶原理及方法和設(shè)備計(jì)算，結(jié)晶操作控制過程。蒸發(fā)的定義 將溶液加熱至沸騰，使溶劑汽化并不斷除去，溶質(zhì)濃度增加。結(jié)晶的定義 物質(zhì)自溶液中形成晶體析出的過程充足的熱源溶劑蒸汽能迅速排除一定的換熱面積一、蒸發(fā)器的基本條件 二、蒸發(fā)方式分類按使用壓力分類 加壓、 常壓、真空按蒸汽利用分類 單效、 多效、熱泵按設(shè)備型式分類 中央 循環(huán)管式、夾套式、盤管式、刮板式按物料啟動(dòng)情況分類 自然 循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)、薄膜式n 設(shè)備動(dòng)畫 \5蒸發(fā)器 \501中央循環(huán)管蒸發(fā)器 .swfn 設(shè)備動(dòng)畫 \5蒸發(fā)器 \液體蒸發(fā)簡(jiǎn)化流程 .swfn 設(shè)備動(dòng)畫 \5蒸發(fā)器 \502外加熱式蒸發(fā)器 .swfn 設(shè)備動(dòng)畫 \5蒸發(fā)器 \503強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器 .swf 第一節(jié) 常壓與真空蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備常壓蒸發(fā)設(shè)備 真空蒸發(fā)設(shè)備 真空蒸發(fā)設(shè)備 真空蒸發(fā)定義 溶液在真空狀態(tài)，較低溫度下沸騰、溶劑汽化的過程。熱敏性物料特性及對(duì)蒸發(fā)的要求 熱敏性物料 對(duì)熱過程敏感，受熱后會(huì)引起產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)變化或物理變化而影響產(chǎn)品質(zhì)量的物料。 薄膜式蒸發(fā)器 （一）分類管式薄膜蒸發(fā) 器 :升膜式、降膜式、升降膜式 刮板式薄膜蒸發(fā)器 離心薄膜蒸發(fā)1. 升膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu) :加熱室由許多垂直長(zhǎng)管組成 加熱室由許多垂直長(zhǎng)管組成， 加熱管直徑為 2550mm， 管長(zhǎng)和管徑之比約為 100150。 上部有汽液分離室。n 設(shè)備動(dòng)畫 \5蒸發(fā)器 \504升膜式蒸發(fā)器 .swf特點(diǎn) :形成的液膜與蒸發(fā)的氣流的方向相同，由下而上的并流上升 升膜式蒸發(fā)時(shí)膜的形成升膜式蒸發(fā)時(shí)膜的形成C、液相因混有蒸汽氣泡，使液體靜壓頭下降，液體繼續(xù)受熱，溫度不斷升。氣泡增大，氣體上升的速度則加快。A、 B溶液沸騰自然對(duì)流運(yùn)動(dòng)加熱階段 :溫度升得越高對(duì)流越激烈，溶液便開始沸騰時(shí)，產(chǎn)生蒸汽氣泡分散于連續(xù)的液相中。由于蒸汽氣泡的密度小，故氣泡通過液體而上升。E、液體下降較多時(shí)，大個(gè)柱狀汽泡則被液層截?cái)?。D、當(dāng)氣泡繼續(xù)增大形成柱狀，占據(jù)管子中部的大部分空間時(shí)，氣體以很大的速度上升，而液體受重力作用沿氣泡邊緣下滑 .，蒸發(fā)速度繼續(xù)增加，氣泡的上升速度激增，蒸汽的密度增大，由于重力作用，滑流下來的液體很快受熱蒸發(fā)，未蒸發(fā)的濃縮液體也被高速氣流拖帶上升，氣泡斷層不能形成，蒸氣占據(jù)了整個(gè)管子中部空間，液體只能分布于管壁，開始形成液膜，這時(shí)稱為 “環(huán)形流 ”。 液體的上升是靠高速蒸汽氣流對(duì)液層的拖帶而形成，稱之為 “ 爬膜 ” 現(xiàn)象。這時(shí)液膜沿管壁上升不斷受熱蒸發(fā)，濃度不斷增大，最后與蒸汽一齊離開，管子越高則上升蒸發(fā)時(shí)間越長(zhǎng)，溶液濃縮越大。 gA操作控制在Ｆ和ｇ之間 環(huán)形流液體的上升是靠高速蒸汽氣流對(duì)液層的拖帶而形成，稱之為 “ 爬膜 ”現(xiàn)象。這時(shí)液膜沿管壁上升不斷受熱蒸發(fā)，濃度不斷增大，最后與蒸汽一齊離開，管子越高則上升蒸發(fā)時(shí)間越長(zhǎng)，溶液濃縮越大。如果汽速進(jìn)一步增加，霧沫夾帶進(jìn)一步嚴(yán)重，使液膜上升的速度趕不上溶液蒸發(fā)速度，則加熱管上的液膜將會(huì)出現(xiàn)局部被干燥、結(jié)疤、結(jié)垢、結(jié)焦等現(xiàn)象。可見管膜式蒸發(fā)的操作狀況最好是形成爬膜到出現(xiàn)噴霧流之間 。 升膜式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu): 這種蒸發(fā)器濃縮物料的時(shí)間很短，對(duì)熱敏性物料質(zhì)量很少影響， 但不適用于粘度較大的和受熱后易產(chǎn)生積垢的，或濃縮后有結(jié)晶析出的物料。 管徑一般在 25～28毫米之間，管長(zhǎng)與管徑之比一般為 100－ 150 。(4)升膜式蒸發(fā)器的傳熱系數(shù) 升膜式蒸發(fā)的傳熱系數(shù)是不穩(wěn)定的，它是隨操作狀況而變化。一條加熱管中出現(xiàn)成膜過程有幾個(gè)階段，各階段的傳熱系數(shù)各不相同。管子下部浸沒溶液的一段為加熱段，內(nèi)部液體只靠自然對(duì)流循環(huán)，故它的傳熱系數(shù)很低，加熱段的長(zhǎng)度隨進(jìn)料溫度和溫度差不同而變化。物料受熱后，沸騰傳熱系數(shù)也得到很大的提高，但傳熱系數(shù)是隨管子高度而變化的。 優(yōu)點(diǎn)：濃縮物料時(shí)間短，對(duì)熱敏性物料影響小 。缺點(diǎn)：不適宜粘度大和受熱后易積垢及濃縮后產(chǎn)生結(jié)晶的物料。（ 5）優(yōu)缺點(diǎn)降膜式蒸發(fā)器特點(diǎn)：形成的液膜與蒸發(fā)的汽流方向相同，物料自上面進(jìn)下面出。n 結(jié)構(gòu)： 與升膜式不同的關(guān)鍵部件是分配器設(shè)備動(dòng)畫 \5蒸發(fā)器 \505降膜式蒸發(fā)器 .swf(3)分配器類型 篩板型、鋸齒型、導(dǎo)流棒型、旋液導(dǎo)流型設(shè)備動(dòng)畫 \5蒸發(fā)器 \506降膜式液體分布器 .swf216。 齒形溢流口 在加熱管的上方管口周邊切成鋸齒形，以增加液體的溢流周邊。當(dāng)液面稍高于管口時(shí)，則可以沿周邊均勻地溢流而下，由于加熱管管口高度一致，溢流周邊比較大，致使各管子間或管子的各向溢流量比較均勻。當(dāng)液位稍有差別時(shí)，不致引起很大的溢流差別，但當(dāng)液位差別比較大，液位高度有變化時(shí)，深液分布還是不夠均勻 216。 導(dǎo)流棒 在每根加熱管的上端管管口插入一根呈八字形的導(dǎo)流棒。棒底的寬邊與管壁成一定的均勻間距，液體在均勻環(huán)形間距中流入加熱管內(nèi)周邊，形成薄膜。這樣液體流過的通道不變，液體的流量只受管板上液面高度變化所影響，這樣分布比較均勻，但遇有物料帶顆粒時(shí)，則會(huì)造成堵塞的影響 。 旋液導(dǎo)流器 液體沿管壁周邊旋轉(zhuǎn)向下，這樣可以減少管內(nèi)各向物料的不均勻性，同時(shí)又可以增加液體流動(dòng)速度，減速薄加熱表面的邊界層，降低熱阻，提高傳熱系數(shù)。使液體旋轉(zhuǎn)進(jìn)入加熱管的方法如下： （ 1）螺紋導(dǎo)流管 在加熱管口插入刻有螺
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