[理學(xué)]第五章蒸發(fā)-展示頁
2025-03-02 22:41本頁面
【正文】 液 ? 5） 有腐蝕性的溶液 ? 6） 易結(jié)垢的溶液 ? 7）溶液的處理量 (見 P302表 ) 167。 ? 環(huán)隙截面約為沸騰管總截面積的 100%150%，溶液循環(huán)速度較高 。 （ 2）懸筐式蒸發(fā)器 ? 加熱室懸掛在器內(nèi) ， 可由頂部取出 ， 便于清洗與更換 。 ? 優(yōu)：溶液循環(huán)好 ， 轉(zhuǎn)熱效率高；結(jié)構(gòu)緊湊 ， 制造方便 ， 操作可靠 。 ? 特點(diǎn)： ? （ 1） 傳熱性質(zhì) 兩側(cè)相變恒溫轉(zhuǎn)熱 ? （ 2） 溶液性質(zhì) ? （ 3） 溶液沸點(diǎn)的改變 ? （ 4） 泡沫夾帶 ? （ 5） 能源利用 167。 工業(yè)上被蒸發(fā)的溶液大多是水溶液 ， 所以本章只討論水溶液的蒸發(fā) 。 ? （ 3）溶劑蒸發(fā)冷凝，除去非揮發(fā)性雜質(zhì)，制取純?nèi)軇? ? 蒸發(fā)的目的：使溶劑與溶質(zhì)分離 ? （ 1） 制取濃溶液 ， 例如將 NaCl溶液電解得到的氫氧化鈉稀溶液儂縮得氫氧化鈉濃溶液； ? （ 2） 溶液濃縮到接近飽和狀態(tài) ， 然后將濃溶液冷卻 ， 使溶質(zhì)結(jié)晶分離 ， 制得純固體產(chǎn)品 。 第四章 蒸發(fā) ? 蒸發(fā)：將含有不揮發(fā)溶質(zhì)的溶液沸騰汽化并移走蒸汽 ， 從而使溶液中溶質(zhì)濃度提高的單元操作 。 ? 蒸發(fā)設(shè)備：蒸發(fā)器 ? 應(yīng)用領(lǐng)域：化工 、 石油化工 、 制藥 、 制糖 、 造紙 、 深泠 、 海水談化及原子能等工業(yè)中 。 例如蔗糖的生產(chǎn) ， 食鹽的精制等 。例如談化海水制取淡水。 ? 蒸發(fā)的基本流程： 蒸發(fā)的操作方法： 發(fā) （ 真空蒸發(fā) ） 真空操作特點(diǎn)： ? 蒸發(fā)過程的實(shí)質(zhì)是轉(zhuǎn)熱壁面一側(cè)的蒸汽冷凝與另一側(cè)的溶液沸騰間的轉(zhuǎn)熱過程，溶劑的汽化速率由傳熱速率控制，故蒸發(fā)屬于熱量傳遞過程。 4－ 1 蒸發(fā)設(shè)備 ? 一 、 蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu) ? 加熱室和分離室 ? 間接式：循環(huán)型 （ 非膜式 ） ? 單程型 （ 膜式 ） ? 直接式： ? （ 非膜式 ） 蒸發(fā)器 ? 自然循環(huán)： ? 強(qiáng)制循環(huán)： （ 1） 中央循環(huán)管式（或標(biāo)準(zhǔn)式）蒸發(fā)器 ? 溶液沿粗管下降而沿細(xì)管上升 ， 中央循環(huán)管截面積為加熱管總截面積的 40%100%。 ? 缺：溶液濃度大，沸點(diǎn)高；加熱室不易清洗。 ? 溶液沿環(huán)隙通道下降而沿加熱管上升 。 ? 缺點(diǎn)：設(shè)備耗材量大 ，占地面積大 ， 加熱管內(nèi)溶液滯留量大 。 4－ 2 單效蒸發(fā) ? 一 、 溶液的沸點(diǎn)和溫度差損失 ? （ 一 ） 溶液的沸點(diǎn) ? 溶液蒸汽壓＜純水蒸汽壓 ? 溶液沸點(diǎn)＞純水沸點(diǎn) ? 例：常壓下 20% （ wt%） NaOH 水溶液沸點(diǎn)=℃ ? 水沸點(diǎn) =100℃ ? 溶液沸點(diǎn)升高 =－ 100= ℃ ? 例：用 120 ℃ 飽和水蒸氣分別加熱 20%NaOH水溶液和純水 ， 并使之沸騰 ， 有效溫差分別為 ? 20%NaOH水溶液 120－ = ℃ ? 純水 120－ 100=20 ℃ 同條件下蒸發(fā)溶液時(shí)的有效溫度差下降 ℃ ，下降的度數(shù)稱為因溶液蒸汽壓下降而引起的溫度差損失，其值與同條件下的沸點(diǎn)升高值相同。 常壓下某些無機(jī)鹽水溶液的沸點(diǎn)升高與濃度的關(guān)系見附錄二十一 (P358)。 ? T‘—— 操作壓強(qiáng)下二次蒸汽的溫度 ， ℃ ? r’—— 操作壓強(qiáng)下二次蒸汽的汽化熱 ， kJ/kg ? 溶液的沸點(diǎn)可用林規(guī)則 (Duhring’s rule)計(jì)算，這個(gè)規(guī)則說明溶液的沸點(diǎn)和相同壓強(qiáng)下標(biāo)準(zhǔn)溶液沸點(diǎn)間呈線性關(guān)系。 39。 )2 7 3(0 1 6 rTf ??? 直線的斜率 ① ? k —— 杜林直線的斜率 ， 無因次； ? tA, tW —— 壓強(qiáng) PM下溶液的沸點(diǎn) ? 與純水的沸點(diǎn) , ℃ 。 ? 當(dāng)某壓強(qiáng)下水的沸點(diǎn) tW =0時(shí) ， ? ① 為 tA=tA’ktW’=ym ? ym—— 杜林直線的截距 ， ℃ 。39。 ? 計(jì)算時(shí)以液層中部的平均壓強(qiáng) P m及相應(yīng)的沸點(diǎn) tAm為準(zhǔn) , 中部壓強(qiáng)為 Pm=P’+?gl/2 ? Pm—— 液層中部的平均壓強(qiáng) ， Pa ? P’—— 液面的壓強(qiáng) ， 即二次蒸汽的壓強(qiáng) ， Pa ? l—— 液層深度 ， m ? 根據(jù)平均壓強(qiáng) Pm查出純水的相應(yīng)沸點(diǎn) tpm， 故因靜壓強(qiáng)而引起的溫度差損失為 ? △ ’’ = tpm tp’ ? tpm—— 與平均壓強(qiáng) P m相對(duì)應(yīng)的純水沸點(diǎn) , ℃ ? tp’—— 與二次蒸汽壓強(qiáng) P’相對(duì)應(yīng)的水的沸點(diǎn)， ℃ △ ’’’ ? 多效蒸發(fā)中二次蒸汽由前效經(jīng)管路送至下效作為加熱蒸汽 ， 因管道流動(dòng)阻力
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