【正文】 W I i QDr? ? ? ??0 0 L()D r F i F W i W I Q? ? ? ? ?1 .溶液的濃縮熱顯著的溶液 蒸發(fā)室 加熱室 W,t0,I F,w0,t0,i0 D,T0,I0 D,T0,Ic QL FW w,t,i T D—— 加熱蒸汽消耗量， kg/s； T0,t—— 加料液與完成液的溫度， ℃ ； i0,i—— 加料液，完成液熱焓， kJ/kg； I,Ic —— 二次蒸汽和加熱蒸汽的熱焓， kJ/kg。 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 32 ２ .溶液的濃縮熱可以忽略 當(dāng)溶液的濃縮熱不大，溶液的焓值可用比熱計(jì)算。 蒸發(fā)器的操作壓強(qiáng)為 40kPa， 相應(yīng)的溶液沸點(diǎn)為80℃ 。 已知原料液的比熱為 (kg 設(shè)溶液的稀釋熱可以忽略 ， 試求 : ； 30℃ 、 80℃ 、 120℃ 時(shí)的加熱蒸汽消耗量 。 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 35 蒸發(fā)速率與傳熱溫度差 Q=KAΔtm 據(jù)此計(jì)算蒸發(fā)器傳熱面積 A。 在實(shí)際生產(chǎn)中 ， 已知的是加熱蒸汽的溫度 T0和冷凝器 (或分離室 )二次蒸汽的溫度 t0。 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 36 由于各種原因?qū)е氯芤悍悬c(diǎn)升高使的實(shí)際傳熱溫差 (T0t)較理論傳熱溫差要小 ， 其差值稱為溫度差損失 Δ： (1)因溶質(zhì)存在 ， 使溶液沸點(diǎn)升高導(dǎo)致與純水沸點(diǎn)之差 Δ’ ； (2)蒸發(fā)器操作時(shí)需維持一定液位 ， 因加熱管內(nèi)液柱靜壓強(qiáng)而使沸點(diǎn) 升高 Δ’’； (3)二次蒸汽由蒸發(fā)器分離室流動到冷凝器 (或下一效蒸發(fā)器加熱室 )時(shí)產(chǎn)生壓強(qiáng)降 ， 導(dǎo)致的溫度差損失 Δ’’’(若 t0指分離室溫度時(shí) ，Δ’’’=0)。 Δ′值的大小與溶液的種類 、 濃度以及操作壓強(qiáng)有關(guān) ， 通常采用經(jīng)驗(yàn)法則計(jì)算： ① .經(jīng)驗(yàn)估算法 (吉辛科法 ) 對常壓下由于蒸汽壓下降而引起的沸點(diǎn)升高 Δa進(jìn)行修正用于操作壓強(qiáng)下的溫度差損失 。 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 38 溶 液 沸 點(diǎn) ℃ tA′ tA 純水沸點(diǎn) ℃ tW′ tW C% ② .杜林規(guī)則法 (Duhring’s rule) 杜林規(guī)則： 溶液的沸點(diǎn)和相同壓強(qiáng)下溶劑的沸點(diǎn)之間呈線性關(guān)系 。 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 39 5mgLpp ??? 某些蒸發(fā)器的加熱管內(nèi)積有一定高度的液位 ， 使得液面以下液體承受更大的壓強(qiáng) ， 因而導(dǎo)致沸點(diǎn)升高 。39。設(shè)分離室壓強(qiáng)為 p，Pa，液面高度為 L 則液層下 1/5處壓強(qiáng)為： ? — 溶液的平均密度， kg/m2； L— 液層高度， m。 （ 3）由于管路流動阻力而引起的溫度差損失 ??? 二次蒸汽由分離室流到冷凝器 (或下一效加熱室 )時(shí)，因管道流動阻力使二次蒸汽的壓強(qiáng)有所降低，溫度也相應(yīng)下降，由此引起的溫度差損失即為 。通常根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)值選?。? ??????? =1℃ ?單效蒸發(fā)：二次蒸汽 蒸發(fā)器 →冷凝器 =1～ ℃ ?????多效蒸發(fā)：二次蒸汽 蒸發(fā)器 →冷凝器。℃ ， 加熱蒸汽和分離室壓強(qiáng)分別為 400kPa和 50kPa， 蒸發(fā)器內(nèi)液面高度為 2m， 溶液平均密度為 1400kg/m3， 總傳熱系數(shù) K為 1500W/(m2 解：查附表： p=400kPa下蒸汽 T0=℃ ， r0= p′=50kPa下二次蒸汽 t0=℃ ， r=(1)水蒸發(fā)量 (2)產(chǎn)品量 FW=18001440=360kg/h 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 43 (3)加熱蒸汽用量 Dr0=Wr+FC0(tt0)+QL ∵ QL= ∴ D=[Wr+ FC0(tt0)]/r0 其中： t=t0+Δ=+Δ’+Δ’’+Δ’’’ ① Δ’的計(jì)算采用杜林規(guī)則 因溶液在蒸發(fā)器中循環(huán)接近完成液，故取 w= 查表：水的沸點(diǎn)在 ℃ ,50%NaOH的沸點(diǎn)為 ℃ ∴ Δ’ =tA tW == ℃ 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 44 1 4 0 0 9 . 8 1 239。h) WUA?沸點(diǎn)進(jìn)料，且不計(jì)熱損失 m0Q KA t D r W r? ? ? ?1WQU K tA A r r? ? ? ?第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 46 (1)提高傳熱溫度差 Δtm 方法： （ 2）增大總傳熱系數(shù) K ?提高熱源的溫度 ：如采用高溫?zé)嵩? mt T t? ? ??降低溶液的沸點(diǎn) ：如采用真空蒸發(fā) ?增大管內(nèi)對流傳熱系數(shù) α i ?減少管內(nèi)側(cè)污垢熱阻 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 47 3 加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性 加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性 是指 1kg加熱蒸汽可蒸發(fā)的水量，即 W/D。 e 為節(jié)約能源，降低能耗，需提高加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性。 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 48 又稱為順流加料加料流程，是工業(yè)上最常見的加料模式。 是不是效數(shù)越多越好 ? 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 52 總費(fèi)用費(fèi)用 設(shè)備費(fèi) 操作費(fèi) 效數(shù)設(shè)備的費(fèi)用 是隨著效數(shù)的增加而增加的； 隨著效數(shù)的增多，（ D/W） min下降的幅度不斷減小 ； 技術(shù)上的限制 注： 必須對設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)進(jìn)行權(quán)衡以決定合理的效數(shù)。 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 53 ? 蒸發(fā)的過程是一耗能較大的單元操作，而蒸發(fā)過程的主要熱源為加熱蒸汽，因此，如何提高加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)效率，是蒸發(fā)操作節(jié)能的重要途徑。 第 7章 蒸發(fā) 2/12/2022 55 (3). 二次蒸汽的再壓縮（熱泵蒸發(fā)） 熱泵蒸發(fā)器是對二次蒸汽作功，提高其壓力，從而提高其飽和溫度，當(dāng)溫度提高到滿足蒸發(fā)器內(nèi)傳熱需要的溫度除時(shí)，再送回遠(yuǎn)蒸發(fā)器中作為加熱蒸汽。 熱泵蒸發(fā)流程用于蒸發(fā)沸點(diǎn)升高小的溶液時(shí)較為有利 ， 對沸點(diǎn)升高較大的不適用