【正文】 所以 ＝＋＋＝3℃（4）各效溶液的沸點和有效總溫度差 溶液的沸點 ＝＋＝＋＋＋1＝℃＝＋＝＋＋＋1＝℃＝＋＝＋＋＋1＝℃有效總溫度差 ＝＝（）（＋＋3）＝48℃3. 加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的初步計算第一效：根據(jù)熱量衡算式沸點加料，t0=t1=℃，η1==（1310）= 加熱蒸汽的冷凝熱為2113kJ/kg。 1. 估算各效蒸發(fā)量和完成液濃度總蒸發(fā)量：F=104噸/年=104247。第二效，同第一效， η2 傳熱速率方程第一效， 第二效， 其中為熱蒸汽的冷凝溫度，為來自第一效的二次蒸汽在第二效的冷凝溫度， 傳熱面積計算 其中，K為蒸發(fā)器的加熱室傳熱系數(shù)，為加熱室兩側的平均溫差。一、物料衡算第一效，設溶質在蒸發(fā)過程中不揮發(fā)，且蒸發(fā)過程是個定態(tài)過程，單位時間進入和離開蒸發(fā)器的量相等，即水分蒸發(fā)量： 完成液的濃度： 式中： —原料液量，kg/h； —蒸發(fā)水量，kg/h； —原料液中溶質的濃度，質量分數(shù)； —完成液中溶質的濃度，質量分數(shù)。 應用傳熱速率方程式，計算各效所需的傳熱面積Ai。 根據(jù)各效壓力的初設值與計算出的溶液濃度xi，確定各效的溫度差損失Δi和溶液沸點Ti。各效的操作壓力可按各效壓差相等計算，即取相鄰兩效間的壓差相等計算。 工藝計算及主體結構計算用試差法求解的具體計算采取以下步驟： 設各效蒸發(fā)量W1 ,W2，…和各效壓力p1，p2，…為初值。兼有并、逆流的優(yōu)點，但是 操作復雜，適于料液粘度隨濃度顯著增加的場合。這種流程適用于處理易結晶物料。這種加料的特點是各效中的傳熱系數(shù)較均勻，適于處理黏度隨溫度變化較大的物料。這種加料的特點是前一效到后一效可自動加料，后一效中的物料會產生自蒸發(fā)，可多蒸出部分水汽，但溶液的黏度會隨效數(shù)的增加而增大，使傳熱系數(shù)逐效下降，所以并流加料不適宜處理隨濃度增加而增加較高的物料。采用多效蒸發(fā)的目的是為了減少新鮮蒸氣用量，具體方法是將前一效的二次蒸氣作為后一效的加熱蒸氣。需要指出的是，蒸發(fā)器中的負壓主要是由于二次蒸汽冷凝所致，而真空裝置僅是抽吸蒸發(fā)系統(tǒng)泄漏的空氣、物料及冷卻水中溶解的不凝性氣體和冷卻水飽和溫度下的水蒸汽等，冷凝器后必須安真空裝置才能維持蒸發(fā)操作的真空度。后一種冷凝器一般均在負壓下操作，這時為將混合冷凝后的水排出，冷凝器必須設置得足夠高，冷凝器底部的長管稱為大氣腿。倘若二次蒸汽為需回收的有價值物料或會嚴重污染水源，則應采用間壁式冷凝器。（二）冷凝器和真空裝置1. 冷凝器冷凝器的作用是冷凝二次蒸汽。圖512為幾種除塵器的結構示意圖。圖512 除沫器的主要型式（一）除沫器（汽液分離器）蒸發(fā)操作時產生的二次蒸汽，在分離室與液體分離后，仍夾帶大量液滴，尤其是處理易產生泡沫的液體，夾帶更為嚴重。表51列出了常見蒸發(fā)器的一些重要性能，可供選型的參考。為獲得高的蒸發(fā)比，這類蒸發(fā)器在高溫度差下和單程操作。為此，彎曲的螺旋管將引起二次流，二次流被施加在沿管軸的流動上，這此作用可促進湍流并強化高粘情況下的熱傳遞。不適于處理不能被燃燒氣污染及熱敏性的溶液。（三）其它蒸發(fā)器1 . 直接加熱蒸發(fā)器（浸沒燃燒式）將一定比例的燃燒氣與空氣直接噴入溶液中，燃燒氣的溫度可高達1200～1800℃，由于氣、液間的溫度差大，且氣體對溶液產生強烈的鼓泡作用，使水分迅速蒸發(fā)，蒸出的二次蒸汽與煙道氣一同由頂部排出。汽化的二次蒸汽在加熱管上端無夾套部分被旋刮板分去液沫，然后由上部抽出并加以冷凝，濃縮液由蒸發(fā)器底部放出。專為高粘度溶液的蒸發(fā)而設計。適于處理濃縮過程中粘度變化大的溶液、廠房有限制的場合。（3）升降膜式蒸發(fā)器蒸發(fā)器由升膜管束和降膜管束組合而成，蒸發(fā)器的底部封頭內有一隔板，將加熱管束分成兩部分。為使溶液在加熱管內壁形成均勻液膜，且不便二次蒸汽由管上端竄出，須良好地設計液體分布器。料液由加熱室頂部加入，經液體分布器分布后呈膜狀向下流動。圖58 降膜式蒸發(fā)器不適用于：高粘度，易結晶、結垢的溶液。在常壓下，管上端出口速度以保持20~50m/s為宜。被濃縮的液體經汽液分離即排出蒸發(fā)器。圖57 升膜式蒸發(fā)器圖57所示升膜式蒸發(fā)器，這種蒸發(fā)器的加熱管束可長達3~10m。（二）單程型蒸發(fā)器（膜式蒸發(fā)器）循環(huán)型蒸發(fā)器的共同特點蒸發(fā)器內料液的滯留量大，物料在高溫下停留時間長，對熱敏性物料不利。其優(yōu)點是，傳熱系數(shù)大，利于處理粘度較大、易結垢、易結晶的物料。為提高循環(huán)速度，可用循環(huán)泵進行強制循環(huán)，如圖410所示。適于處理有晶體析出或易結垢的溶液 。優(yōu)點：流動阻力??；循環(huán)速度高；傳熱效果好；加熱管內不易堵塞。適于處理易結垢、有晶體析出、處理量大的溶液 。這樣有利于液體在器內的循環(huán)。由于與蒸發(fā)器外殼接觸的是溫度較低的沸騰液體，故其熱損失較小。操作時，溶液沿環(huán)隙下降而沿加熱管上升，形成自然循環(huán)。其加熱室像個懸筐，懸掛在蒸發(fā)器殼體的下部，可由頂部取出，便于清洗與更換。適于處理結垢不嚴重、腐蝕性小的溶液。優(yōu)點：溶液循環(huán)好；傳熱效率高；結構緊湊、制造方便、操作可靠。密度差越大，加熱管越長，循環(huán)速度越大。這樣造成了混合液在管束中向上，在中央循環(huán)管向下的自然循環(huán)流動。蒸發(fā)器的加熱器由垂直管束構成，管束中央有一根直徑較大的管子，稱為中央循環(huán)管，其截面積一般為管束總截面積的40%～100%。有分為自然循環(huán)型和強制循環(huán)型兩類。（一）循環(huán)型蒸發(fā)器特點：溶液在蒸發(fā)器中循環(huán)流動，因而可以提高傳熱效果。加熱室有多種多樣的形式，以適應各種生產工藝的不同要求。此外，壓縮機的投資費用較大，需要維修保養(yǎng)，這些缺點也在一定程度上限制了它的使用。對于沸點升高大的溶液的蒸發(fā)，熱泵蒸發(fā)器的經濟程度大為降低。但是，要達到較好的經濟效益，壓縮功的壓縮比不能太大，即二次蒸汽的壓力和溫度需提高的愈多，壓縮比愈大，愈不經濟。（熱泵蒸發(fā)）在單效蒸發(fā)中，二次蒸汽在冷凝器中冷凝除去，蒸汽的潛熱即完全除去，很不經濟。使之用過熱產生自蒸發(fā)現(xiàn)象。蒸發(fā)裝置消耗大