蒸發(fā)片堿工藝與設(shè)備講解人：任杰2015年5月28日蒸發(fā)片堿工藝與設(shè)備講解人：任杰蒸發(fā)片堿工藝與設(shè)備一概述三工藝操作條件及蒸發(fā)的影響因素四片堿流程及設(shè)備五離子膜固堿的種類二蒸發(fā)流程及設(shè)備蒸發(fā)片堿工藝與設(shè)備一概述三工藝操作條件及蒸發(fā)的影響因堿液蒸發(fā)的基本概念傳熱方程式Q=KSΔt式中:Q－傳熱速率，kj/h;S－傳熱面積，m2;

K－傳熱系數(shù)，W/(m2.℃);

Δt－傳熱溫差，℃;提高傳熱速率分別與傳熱面積、傳熱溫差及傳熱系數(shù)有關(guān)，三要素是提高傳熱速率，提高蒸發(fā)能力的基本條件。堿液蒸發(fā)的基本概念傳熱方程式堿液蒸發(fā)的基本概念1、傳熱面積：提高傳熱面積是提高蒸發(fā)能力的重要途徑，但也意味著同時(shí)要增加設(shè)備的投資費(fèi)用。因此，傳熱面積的增加受到投資費(fèi)用的約束，在實(shí)踐中，在投資確定時(shí)設(shè)計(jì)者就要考慮如何尋找最大的傳熱面積，即在傳熱管徑、薄厚的選擇上做文章。2、傳熱系數(shù):（1）提高傳熱壁面兩側(cè)流體的傳熱系數(shù)：一般方法是提高流速，采用強(qiáng)制循環(huán)的方式。（2）減少傳熱壁面的厚度：采用薄壁管。（3）增大傳熱壁面的導(dǎo)熱系數(shù)：選擇較大的導(dǎo)熱系數(shù)同時(shí)使用具有耐腐蝕性的材質(zhì)，如鎳、合金鋼等（4）減少傳熱壁面兩側(cè)的熱阻，即要清除壁面兩側(cè)上的污垢堿液蒸發(fā)的基本概念1、傳熱面積：堿液蒸發(fā)的基本概念3、傳熱溫度差（1）提高加熱蒸汽的溫度，即使用較高壓力的飽和蒸汽（2）降低末效冷凝器的蒸汽飽和溫度，一般都采用提高真空度的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。堿液蒸發(fā)的基本概念3、傳熱溫度差第七章蒸發(fā)6/602022年11月16日

概述在化工、輕工、食品、醫(yī)藥等工業(yè)中，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或物理性操作過(guò)程經(jīng)常得到一些含溶質(zhì)的稀溶液，為了得到符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，常將含有不揮發(fā)溶質(zhì)的溶液沸騰汽化并移出蒸汽，從而使溶液中溶質(zhì)濃度提高的單元操作稱為蒸發(fā)。1蒸發(fā)分離的依據(jù)利用溶劑具有揮發(fā)性而溶質(zhì)不揮發(fā)的特性使兩者實(shí)現(xiàn)分離。2蒸發(fā)操作的目的獲得濃縮的溶液，直接作為成品或半成品脫除溶劑。此過(guò)程常伴隨有結(jié)晶過(guò)程去除雜質(zhì)。第七章蒸發(fā)6/602022年11月11日概述在化工、3蒸發(fā)操作的應(yīng)用在工業(yè)上，有三種情況：(1)制取液體產(chǎn)品。例如電解食鹽水得到的NaOH稀溶液中，含有約18%的NaCl，通過(guò)蒸發(fā)方法在除去大部分水的同時(shí)，將NaCl結(jié)晶而分離除去，得到規(guī)定的液堿產(chǎn)品；(2)生產(chǎn)固體產(chǎn)品。將稀溶液濃縮達(dá)到飽和狀態(tài)，然后冷卻使溶質(zhì)結(jié)晶與溶液分離，從而獲得固粒產(chǎn)品。例如，食鹽精制、制糖、制藥等。(3)制取純?nèi)軇?。采用蒸發(fā)方法使溶劑汽化并冷凝，使不揮發(fā)性雜質(zhì)分離而得到純?nèi)軇?，例如海水淡化制取淡水等?蒸發(fā)操作的應(yīng)用在工業(yè)上，有三種情況：1.組成用來(lái)進(jìn)行蒸發(fā)的設(shè)備主要是蒸發(fā)器和冷凝器，基本流程如圖。蒸發(fā)器的作用是加熱溶液使水沸騰汽化，并移去，由加熱室和分離室兩部分組成。加熱室由傳熱管組成，中央設(shè)置一循環(huán)管，加熱用的飽和水蒸汽在加熱室管間冷凝放熱用于對(duì)管內(nèi)水溶液進(jìn)行加熱；分離室在加熱室上部，為一圓筒結(jié)構(gòu)，使受熱上升的溶液在此汽化并將汽液分離。冷凝器與蒸發(fā)器的分離室相通，其作用是將產(chǎn)生的水蒸汽冷凝而除去。

4蒸發(fā)的流程1.組成4蒸發(fā)的流程第七章蒸發(fā)9/602022年11月16日4蒸發(fā)的流程2.流程蒸發(fā)操作時(shí)，溶液由分離室底部加入，沿中央循環(huán)管流向加熱室，在加熱室垂直管束內(nèi)通過(guò)時(shí)與飽和蒸汽間接換熱，被加熱至沸騰狀態(tài)，汽液混合物沿加熱管上升，達(dá)到分離室時(shí)蒸汽與溶液分離。為與加熱蒸汽相區(qū)別，產(chǎn)生的蒸汽稱為二次蒸汽，二次蒸汽進(jìn)入冷凝器被除去。溶液仍在中央循環(huán)管與加熱管中進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)達(dá)到濃度要求后稱為完成液，從蒸發(fā)器底部排出。第七章蒸發(fā)9/602022年11月11日4蒸發(fā)的流程2.第七章蒸發(fā)10/602022年11月16日5蒸發(fā)的分類按操作壓強(qiáng)分：加壓蒸發(fā)、常壓蒸發(fā)、真空蒸發(fā)真空蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)：1.減壓下溶液沸點(diǎn)降低，使蒸發(fā)器的傳熱推動(dòng)力增大，因而，對(duì)一定的傳熱量Q，可節(jié)省蒸發(fā)器的傳熱面積S。2.蒸發(fā)操作的熱源可采用低壓蒸汽或廢熱蒸汽，節(jié)省能耗。3.適于處理熱敏性物料，即在高溫下易分解、聚合或變質(zhì)的物料。4.減少蒸發(fā)器的熱損失。真空操作的缺點(diǎn)：1.溶液的沸點(diǎn)降低，使粘度增大，導(dǎo)致總傳熱系數(shù)下降2.動(dòng)力消耗大。因需要有造成減壓的裝置。第七章蒸發(fā)10/602022年11月11日5蒸發(fā)的分類按第七章蒸發(fā)11/602022年11月16日按蒸發(fā)方式分：自然蒸發(fā)、沸騰蒸發(fā)自然蒸發(fā)：溶液在低于溶液沸點(diǎn)的溫度條件下汽化。汽化只在溶液表面進(jìn)行，汽化面積小，傳熱速率低，汽化速率低沸騰蒸發(fā)：溶液在沸騰條件下汽化。汽化發(fā)生在溶液的各個(gè)部位。汽化面積大，傳熱速率高，汽化速率高按二次蒸汽是否被利于分：?jiǎn)涡д舭l(fā)、多效蒸發(fā)單效蒸發(fā)：將二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝熱的操作多效蒸發(fā)：將二次蒸汽引到下一蒸發(fā)器作為加熱蒸汽，以利用其冷凝熱的串聯(lián)操作第七章蒸發(fā)11/602022年11月11日按蒸發(fā)方式分：自第七章蒸發(fā)12/602022年11月16日6蒸發(fā)的特點(diǎn)從蒸發(fā)的過(guò)程可以看出，蒸發(fā)操作總是從溶液中分離出部分溶劑，而過(guò)程的實(shí)質(zhì)是傳熱壁面一側(cè)的蒸汽冷凝與另一側(cè)的溶液沸騰間的傳熱過(guò)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(guò)程。同時(shí)，蒸發(fā)器也是一種換熱器。但蒸發(fā)操作和設(shè)備與一般的傳熱過(guò)程有所不同。蒸發(fā)具有下述特點(diǎn)：傳熱性質(zhì)：傳熱壁面一側(cè)為加熱蒸汽進(jìn)行冷凝，另一側(cè)為溶液進(jìn)行沸騰，故屬于壁面兩側(cè)流體均有相變化的恒溫傳熱過(guò)程。溶液性質(zhì)：有些溶液在蒸發(fā)過(guò)程中有晶體析出、易結(jié)垢和產(chǎn)生泡沫；溶液的粘度在蒸發(fā)過(guò)程中逐漸增大，腐蝕性逐漸加強(qiáng)。這些性質(zhì)將影響設(shè)備的結(jié)構(gòu)。第七章蒸發(fā)12/602022年11月11日6蒸發(fā)的特點(diǎn)從第七章蒸發(fā)13/602022年11月16日溶液沸點(diǎn)的改變(升高)：含有不揮發(fā)溶質(zhì)的溶液，其蒸汽壓較同溫度下純水的低，即在相同的壓強(qiáng)下，溶液的沸點(diǎn)高于純水的沸點(diǎn)，所以當(dāng)加熱蒸汽一定時(shí)，蒸發(fā)溶液的傳熱溫度差要小于蒸發(fā)水的溫度差，兩者之差稱為溫度差損失，而且溶液濃度越高，溫度差損失越大蒸發(fā)溶液溫度差：Δt=T-t蒸發(fā)純水溫度差：ΔtT=T-T′∵P一定時(shí)，t>T′∴Δt<ΔtT泡沫挾帶：二次蒸汽中常挾帶大量泡沫，冷凝前必須設(shè)法除去。否則既損失物料，又污染冷凝設(shè)備。能源利用：蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生大量二次蒸汽，含有許多潛熱，應(yīng)合理利用這部分潛熱。第七章蒸發(fā)13/602022年11月11日溶液沸點(diǎn)的改變(堿液的物理性質(zhì)不同壓力下堿液的沸點(diǎn)堿液的物理性質(zhì)不同壓力下堿液的沸點(diǎn)堿液的物理性質(zhì)堿液的物理性質(zhì)堿液的物理性質(zhì)堿液的物理性質(zhì)離子膜電解蒸發(fā)過(guò)程的幾個(gè)特性1、溶液沸點(diǎn)升高：堿液的沸點(diǎn)隨著濃度的增加和蒸發(fā)壓力的升高而升高。2、電解堿液的粘度：濃度升高粘度增大；溫度升高粘度降低。離子膜堿液的腐蝕性：由于燒堿本身的苛化腐蝕性質(zhì)，對(duì)蒸發(fā)的設(shè)備及管道產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕，燒堿蒸發(fā)過(guò)程中，鎳材是首選材質(zhì)，其次為316L不銹鋼離子膜電解蒸發(fā)過(guò)程的幾個(gè)特性二、離子膜法堿液蒸發(fā)流程及設(shè)備（一）單效蒸發(fā)流程特點(diǎn)：當(dāng)蒸汽壓力較低（＜0.4PMa）,離子膜產(chǎn)量較小（＜1萬(wàn)t/a）,產(chǎn)品濃度要求較低（42%~45%），以及蒸汽價(jià)格比較便宜。1、單效升膜蒸發(fā)流程2、單效旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)流程二、離子膜法堿液蒸發(fā)流程及設(shè)備（一）單效蒸發(fā)流程（二）雙效蒸發(fā)流程1、雙效順流流程特點(diǎn)是設(shè)備要求材質(zhì)不高，造價(jià)投資相對(duì)較低，工藝易于操作控制（二）雙效蒸發(fā)流程1、雙效順流流程2、雙效逆流流程特點(diǎn)是各效溫差較大，提高了傳熱速率，設(shè)備傳熱面積相比順流小，但末效對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高，增加了投資。2、雙效逆流流程3、降膜式雙效逆流流程特點(diǎn)是具有能力大、強(qiáng)度高、工藝操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。3、降膜式雙效逆流流程（三）三效蒸發(fā)流程1、三效順流強(qiáng)制循環(huán)流程特點(diǎn)是多次利用蒸汽，蒸汽消耗較低（三）三效蒸發(fā)流程2、三效逆流強(qiáng)制循環(huán)流程特點(diǎn)是具有傳熱溫差大、傳熱效率高、設(shè)備能力大，但是由于末效溫度高，高濃度堿對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求也較高。2、三效逆流強(qiáng)制循環(huán)流程3、三效降膜逆流強(qiáng)制循環(huán)流程特點(diǎn)是具有設(shè)備能力大，能耗低，一次性投入。3、三效降膜逆流強(qiáng)制循環(huán)流程（一）主要工藝操作條件及消耗定額三、工藝操作條件及蒸發(fā)影響因素（一）主要工藝操作條件及消耗定額三、工藝操作條件及蒸發(fā)影響因（二）影響堿液蒸發(fā)的因素1、生蒸汽壓力2、蒸發(fā)器液位的控制3、真空度4、電解液濃度與溫度5、蒸發(fā)完成液濃度6、蒸發(fā)器的效數(shù)7、氣液分離器8、熱損失（二）影響堿液蒸發(fā)的因素四、片狀離子膜固堿流程及設(shè)備1、升膜降膜流程特點(diǎn)是操作控制比較容易，但因其對(duì)二次蒸汽沒(méi)有利用，所以能耗較多。四、片狀離子膜固堿流程及設(shè)備1、升膜降膜流程2、雙效降膜濃縮流程特點(diǎn)是具有設(shè)備能力大，能耗低，一次性投入。2、雙效降膜濃縮流程片堿生產(chǎn)蔗糖的作用：用食品級(jí)砂糖，配制成10%的水溶液，加在62%燒堿中，防止高溫熔融堿對(duì)鎳制設(shè)備的腐蝕。在固堿生產(chǎn)中，高溫的濃堿對(duì)鎳設(shè)備有一定的腐蝕性。腐蝕的原因主要是堿液中所含氯酸鹽在250℃以上時(shí)會(huì)逐步分解，并放出新生態(tài)氧與鎳材發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鎳層。氧化鎳易溶于濃堿中而被堿液帶走。這樣的過(guò)程在濃堿蒸發(fā)中反復(fù)進(jìn)行而導(dǎo)致鎳制設(shè)備的腐蝕損壞。離子膜堿雖然含氯酸鹽僅有20-30mg/L，但為了保持設(shè)備的長(zhǎng)期壽命，仍需要處理除去氯酸鹽。常用的處理方法是在原料液中加入糖液。這種方法比其他方法如離子交換法、亞硫酸鈉法優(yōu)越的多，其主要原因是操作簡(jiǎn)單、無(wú)須加許多設(shè)備，另外糖資源易得，價(jià)格低廉。其反應(yīng)機(jī)理為C12H22O11+8NaClO3=8NaCl+12CO2+11H2O生成的CO2即與NaOH反應(yīng)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O生產(chǎn)中實(shí)際加入糖量是理論量的2倍,也有的甚至是建議值的6-8倍，這樣做會(huì)使反應(yīng)進(jìn)行的很完全。由于在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生CO2，因此在堿產(chǎn)品中Na2CO3的含量會(huì)增加一些，當(dāng)然同時(shí)也增加了產(chǎn)品中NaCl的含量。片堿生產(chǎn)蔗糖的作用：片堿生產(chǎn)熔鹽的作用：規(guī)格：亞硝酸鈉（NaNO2）40％硝酸鈉（NaNO3）7％硝酸鉀（KNO3）53％用途：片堿生產(chǎn)的載熱體。性質(zhì)：熔點(diǎn)為142.2℃。427℃以下非常穩(wěn)定，可使用多年而不變質(zhì)，對(duì)碳鋼和不銹鋼僅有輕微腐蝕，超過(guò)450℃開(kāi)始有緩慢分解，550℃以上開(kāi)始加速分解，600℃以上分解明顯，同時(shí)熔點(diǎn)升高，從透明的琥珀色液體變成棕黑色。因此在使用中應(yīng)控制上限溫度427℃片堿生產(chǎn)熔鹽的作用：規(guī)格：亞硝酸鈉（NaNO2）40％離子膜固堿的種類一、桶狀固堿用0.5mm薄鐵皮制成的容器裝入固堿而得，一般每桶凈重200kg。離子膜固堿的種類一、桶狀固堿離子膜固堿的種類二、片狀固堿鍋市發(fā)和膜式發(fā)生產(chǎn)的熔融燒堿，通過(guò)片堿機(jī)均可生產(chǎn)片狀固堿，片堿厚度0.8～1.2mm，塊狀大小為0.3～1.2cm2，溫度小于60℃。離子膜固堿的種類二、片狀固堿離子膜固堿的種類三、粒狀固堿粒狀固堿是將熔融堿通過(guò)造粒塔制成直徑為0.25~1.3mm的小粒，自由落體，與塔底進(jìn)入的干燥空氣逆向流動(dòng)，冷卻凝固而得。離子膜固堿的種類三、粒狀固堿結(jié)束謝謝?。〗Y(jié)束蒸發(fā)片堿工藝與設(shè)備講解人：任杰2015年5月28日蒸發(fā)片堿工藝與設(shè)備講解人：任杰蒸發(fā)片堿工藝與設(shè)備一概述三工藝操作條件及蒸發(fā)的影響因素四片堿流程及設(shè)備五離子膜固堿的種類二蒸發(fā)流程及設(shè)備蒸發(fā)片堿工藝與設(shè)備一概述三工藝操作條件及蒸發(fā)的影響因堿液蒸發(fā)的基本概念傳熱方程式Q=KSΔt式中:Q－傳熱速率，kj/h;S－傳熱面積，m2;

K－傳熱系數(shù)，W/(m2.℃);

Δt－傳熱溫差，℃;提高傳熱速率分別與傳熱面積、傳熱溫差及傳熱系數(shù)有關(guān)，三要素是提高傳熱速率，提高蒸發(fā)能力的基本條件。堿液蒸發(fā)的基本概念傳熱方程式堿液蒸發(fā)的基本概念1、傳熱面積：提高傳熱面積是提高蒸發(fā)能力的重要途徑，但也意味著同時(shí)要增加設(shè)備的投資費(fèi)用。因此，傳熱面積的增加受到投資費(fèi)用的約束，在實(shí)踐中，在投資確定時(shí)設(shè)計(jì)者就要考慮如何尋找最大的傳熱面積，即在傳熱管徑、薄厚的選擇上做文章。2、傳熱系數(shù):（1）提高傳熱壁面兩側(cè)流體的傳熱系數(shù)：一般方法是提高流速，采用強(qiáng)制循環(huán)的方式。（2）減少傳熱壁面的厚度：采用薄壁管。（3）增大傳熱壁面的導(dǎo)熱系數(shù)：選擇較大的導(dǎo)熱系數(shù)同時(shí)使用具有耐腐蝕性的材質(zhì)，如鎳、合金鋼等（4）減少傳熱壁面兩側(cè)的熱阻，即要清除壁面兩側(cè)上的污垢堿液蒸發(fā)的基本概念1、傳熱面積：堿液蒸發(fā)的基本概念3、傳熱溫度差（1）提高加熱蒸汽的溫度，即使用較高壓力的飽和蒸汽（2）降低末效冷凝器的蒸汽飽和溫度，一般都采用提高真空度的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。堿液蒸發(fā)的基本概念3、傳熱溫度差第七章蒸發(fā)40/602022年11月16日

概述在化工、輕工、食品、醫(yī)藥等工業(yè)中，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或物理性操作過(guò)程經(jīng)常得到一些含溶質(zhì)的稀溶液，為了得到符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，常將含有不揮發(fā)溶質(zhì)的溶液沸騰汽化并移出蒸汽，從而使溶液中溶質(zhì)濃度提高的單元操作稱為蒸發(fā)。1蒸發(fā)分離的依據(jù)利用溶劑具有揮發(fā)性而溶質(zhì)不揮發(fā)的特性使兩者實(shí)現(xiàn)分離。2蒸發(fā)操作的目的獲得濃縮的溶液，直接作為成品或半成品脫除溶劑。此過(guò)程常伴隨有結(jié)晶過(guò)程去除雜質(zhì)。第七章蒸發(fā)6/602022年11月11日概述在化工、3蒸發(fā)操作的應(yīng)用在工業(yè)上，有三種情況：(1)制取液體產(chǎn)品。例如電解食鹽水得到的NaOH稀溶液中，含有約18%的NaCl，通過(guò)蒸發(fā)方法在除去大部分水的同時(shí)，將NaCl結(jié)晶而分離除去，得到規(guī)定的液堿產(chǎn)品；(2)生產(chǎn)固體產(chǎn)品。將稀溶液濃縮達(dá)到飽和狀態(tài)，然后冷卻使溶質(zhì)結(jié)晶與溶液分離，從而獲得固粒產(chǎn)品。例如，食鹽精制、制糖、制藥等。(3)制取純?nèi)軇?。采用蒸發(fā)方法使溶劑汽化并冷凝，使不揮發(fā)性雜質(zhì)分離而得到純?nèi)軇?，例如海水淡化制取淡水等?蒸發(fā)操作的應(yīng)用在工業(yè)上，有三種情況：1.組成用來(lái)進(jìn)行蒸發(fā)的設(shè)備主要是蒸發(fā)器和冷凝器，基本流程如圖。蒸發(fā)器的作用是加熱溶液使水沸騰汽化，并移去，由加熱室和分離室兩部分組成。加熱室由傳熱管組成，中央設(shè)置一循環(huán)管，加熱用的飽和水蒸汽在加熱室管間冷凝放熱用于對(duì)管內(nèi)水溶液進(jìn)行加熱；分離室在加熱室上部，為一圓筒結(jié)構(gòu)，使受熱上升的溶液在此汽化并將汽液分離。冷凝器與蒸發(fā)器的分離室相通，其作用是將產(chǎn)生的水蒸汽冷凝而除去。

4蒸發(fā)的流程1.組成4蒸發(fā)的流程第七章蒸發(fā)43/602022年11月16日4蒸發(fā)的流程2.流程蒸發(fā)操作時(shí)，溶液由分離室底部加入，沿中央循環(huán)管流向加熱室，在加熱室垂直管束內(nèi)通過(guò)時(shí)與飽和蒸汽間接換熱，被加熱至沸騰狀態(tài)，汽液混合物沿加熱管上升，達(dá)到分離室時(shí)蒸汽與溶液分離。為與加熱蒸汽相區(qū)別，產(chǎn)生的蒸汽稱為二次蒸汽，二次蒸汽進(jìn)入冷凝器被除去。溶液仍在中央循環(huán)管與加熱管中進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)達(dá)到濃度要求后稱為完成液，從蒸發(fā)器底部排出。第七章蒸發(fā)9/602022年11月11日4蒸發(fā)的流程2.第七章蒸發(fā)44/602022年11月16日5蒸發(fā)的分類按操作壓強(qiáng)分：加壓蒸發(fā)、常壓蒸發(fā)、真空蒸發(fā)真空蒸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)：1.減壓下溶液沸點(diǎn)降低，使蒸發(fā)器的傳熱推動(dòng)力增大，因而，對(duì)一定的傳熱量Q，可節(jié)省蒸發(fā)器的傳熱面積S。2.蒸發(fā)操作的熱源可采用低壓蒸汽或廢熱蒸汽，節(jié)省能耗。3.適于處理熱敏性物料，即在高溫下易分解、聚合或變質(zhì)的物料。4.減少蒸發(fā)器的熱損失。真空操作的缺點(diǎn)：1.溶液的沸點(diǎn)降低，使粘度增大，導(dǎo)致總傳熱系數(shù)下降2.動(dòng)力消耗大。因需要有造成減壓的裝置。第七章蒸發(fā)10/602022年11月11日5蒸發(fā)的分類按第七章蒸發(fā)45/602022年11月16日按蒸發(fā)方式分：自然蒸發(fā)、沸騰蒸發(fā)自然蒸發(fā)：溶液在低于溶液沸點(diǎn)的溫度條件下汽化。汽化只在溶液表面進(jìn)行，汽化面積小，傳熱速率低，汽化速率低沸騰蒸發(fā)：溶液在沸騰條件下汽化。汽化發(fā)生在溶液的各個(gè)部位。汽化面積大，傳熱速率高，汽化速率高按二次蒸汽是否被利于分：?jiǎn)涡д舭l(fā)、多效蒸發(fā)單效蒸發(fā)：將二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝熱的操作多效蒸發(fā)：將二次蒸汽引到下一蒸發(fā)器作為加熱蒸汽，以利用其冷凝熱的串聯(lián)操作第七章蒸發(fā)11/602022年11月11日按蒸發(fā)方式分：自第七章蒸發(fā)46/602022年11月16日6蒸發(fā)的特點(diǎn)從蒸發(fā)的過(guò)程可以看出，蒸發(fā)操作總是從溶液中分離出部分溶劑，而過(guò)程的實(shí)質(zhì)是傳熱壁面一側(cè)的蒸汽冷凝與另一側(cè)的溶液沸騰間的傳熱過(guò)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(guò)程。同時(shí)，蒸發(fā)器也是一種換熱器。但蒸發(fā)操作和設(shè)備與一般的傳熱過(guò)程有所不同。蒸發(fā)具有下述特點(diǎn)：傳熱性質(zhì)：傳熱壁面一側(cè)為加熱蒸汽進(jìn)行冷凝，另一側(cè)為溶液進(jìn)行沸騰，故屬于壁面兩側(cè)流體均有相變化的恒溫傳熱過(guò)程。溶液性質(zhì)：有些溶液在蒸發(fā)過(guò)程中有晶體析出、易結(jié)垢和產(chǎn)生泡沫；溶液的粘度在蒸發(fā)過(guò)程中逐漸增大，腐蝕性逐漸加強(qiáng)。這些性質(zhì)將影響設(shè)備的結(jié)構(gòu)。第七章蒸發(fā)12/602022年11月11日6蒸發(fā)的特點(diǎn)從第七章蒸發(fā)47/602022年11月16日溶液沸點(diǎn)的改變(升高)：含有不揮發(fā)溶質(zhì)的溶液，其蒸汽壓較同溫度下純水的低，即在相同的壓強(qiáng)下，溶液的沸點(diǎn)高于純水的沸點(diǎn)，所以當(dāng)加熱蒸汽一定時(shí)，蒸發(fā)溶液的傳熱溫度差要小于蒸發(fā)水的溫度差，兩者之差稱為溫度差損失，而且溶液濃度越高，溫度差損失越大蒸發(fā)溶液溫度差：Δt=T-t蒸發(fā)純水溫度差：ΔtT=T-T′∵P一定時(shí)，t>T′∴Δt<ΔtT泡沫挾帶：二次蒸汽中常挾帶大量泡沫，冷凝前必須設(shè)法除去。否則既損失物料，又污染冷凝設(shè)備。能源利用：蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生大量二次蒸汽，含有許多潛熱，應(yīng)合理利用這部分潛熱。第七章蒸發(fā)13/602022年11月11日溶液沸點(diǎn)的改變(堿液的物理性質(zhì)不同壓力下堿液的沸點(diǎn)堿液的物理性質(zhì)不同壓力下堿液的沸點(diǎn)堿液的物理性質(zhì)堿液的物理性質(zhì)堿液的物理性質(zhì)堿液的物理性質(zhì)離子膜電解蒸發(fā)過(guò)程的幾個(gè)特性1、溶液沸點(diǎn)升高：堿液的沸點(diǎn)隨著濃度的增加和蒸發(fā)壓力的升高而升高。2、電解堿液的粘度：濃度升高粘度增大；溫度升高粘度降低。離子膜堿液的腐蝕性：由于燒堿本身的苛化腐蝕性質(zhì)，對(duì)蒸發(fā)的設(shè)備及管道產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕，燒堿蒸發(fā)過(guò)程中，鎳材是首選材質(zhì)，其次為316L不銹鋼離子膜電解蒸發(fā)過(guò)程的幾個(gè)特性二、離子膜法堿液蒸發(fā)流程及設(shè)備（一）單效蒸發(fā)流程特點(diǎn)：當(dāng)蒸汽壓力較低（＜0.4PMa）,離子膜產(chǎn)量較?。ǎ?萬(wàn)t/a）,產(chǎn)品濃度要求較低（42%~45%），以及蒸汽價(jià)格比較便宜。1、單效升膜蒸發(fā)流程2、單效旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)流程二、離子膜法堿液蒸發(fā)流程及設(shè)備（一）單效蒸發(fā)流程（二）雙效蒸發(fā)流程1、雙效順流流程特點(diǎn)是設(shè)備要求材質(zhì)不高，造價(jià)投資相對(duì)較低，工藝易于操作控制（二）雙效蒸發(fā)流程1、雙效順流流程2、雙效逆流流程特點(diǎn)是各效溫差較大，提高了傳熱速率，設(shè)備傳熱面積相比順流小，但末效對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高，增加了投資。2、雙效逆流流程3、降膜式雙效逆流流程特點(diǎn)是具有能力大、強(qiáng)度高、工藝操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。3、降膜式雙效逆流流程（三）三效蒸發(fā)流程1、三效順流強(qiáng)制循環(huán)流程特點(diǎn)是多次利用蒸汽，蒸汽消耗較低（三）三效蒸發(fā)流程2、三效逆流強(qiáng)制循環(huán)流程特點(diǎn)是具有傳熱溫差大、傳熱效率高、設(shè)備能力大，但是由于末效溫度高，高濃度堿對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求也較高。2、三效逆流強(qiáng)制循環(huán)流程3、三效降膜逆流強(qiáng)制循環(huán)流程特點(diǎn)是具有設(shè)備能力大，能耗低，一次性投入。3、三效降膜逆流強(qiáng)制循環(huán)流程（一）主要工藝操作條件及消耗定額三、工藝操作條件及蒸發(fā)影響因素（一）主要工藝操作條件及消耗定額三、工藝操作條件及蒸發(fā)影響因（二）影響堿液蒸發(fā)的因素1、生蒸汽壓力2、蒸發(fā)器液位的控制3、真空度4、電解液濃度與溫度5、蒸發(fā)完成液濃度6、蒸發(fā)器的效數(shù)7、氣液分離器8、熱損失（二）影響堿液蒸發(fā)的因素四、片狀離子膜固堿流程及設(shè)備1、升膜降膜流程特點(diǎn)是操作控制比較容易，但因其對(duì)二次蒸汽沒(méi)有利用，所以能耗較多。四、片狀離子膜固堿流程及設(shè)備1、升膜降膜流程2、雙效降膜濃縮流程特點(diǎn)是具有設(shè)備能力大，能耗低，一次性投入。2、雙效降膜濃縮流程片堿生產(chǎn)蔗糖的作用：用食品級(jí)砂糖，配制成10%的水溶液，加在62%燒堿中，防止高溫熔融堿對(duì)鎳制設(shè)備的腐蝕。在固堿生產(chǎn)中，高溫的濃堿對(duì)鎳設(shè)備有一定的腐蝕性。腐蝕的原因主要是堿液中所含氯酸鹽在250℃以上時(shí)會(huì)逐