化工單元操作主講人劉絢艷模塊五

蒸發(fā)任務(wù)三獲取蒸發(fā)知識(shí)一、蒸發(fā)水量W的計(jì)算：AD蒸發(fā)二、加熱蒸汽消耗量的計(jì)算r、r′——分別為加熱蒸汽和二次蒸汽的汽化潛熱，kJ/kg。加熱蒸汽用量可通過熱量衡算求得

熱量：溶液升溫、水汽化、熱損失蒸發(fā)三、傳熱面積的計(jì)算

沸點(diǎn)t1不易得到,通常用冷凝器內(nèi)的操作壓力對(duì)應(yīng)的二次蒸汽的溫度tc來確定t1。則t1>tc，Δ=t1-tc稱為溫度差損失。蒸發(fā)器的傳熱面積可通過傳熱速率方程求得，即：（一）平均溫度差Δtm的確定（蒸汽冷凝T，液體沸騰t1）t1取決于：

冷凝器壓力P、溶液濃度、蒸發(fā)室內(nèi)液層深度。蒸發(fā)K值約為600~7000W/m2K（二）總傳熱系數(shù)的確定（三）熱負(fù)荷的確定表5-3蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)范圍蒸發(fā)器的型式傳熱系數(shù)/[W/（m2·K）]蒸發(fā)器的型式傳熱系數(shù)/[W/（m2·K）]標(biāo)準(zhǔn)式（自然循環(huán)）600～3000外熱式（強(qiáng)制循環(huán)）1200～7000標(biāo)準(zhǔn)式（強(qiáng)制循環(huán)）1200～6000升膜式1200～7000懸筐式600～3000降膜式1200～3500外熱式（自然循環(huán)）1200～6000水平沉浸加熱式600～2300蒸發(fā)【例題5-3】在一單效標(biāo)準(zhǔn)式（自然循環(huán)）蒸發(fā)器中，將濃度為0.15的CaCl2水溶液濃縮至0.25（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)），已知處理的原料液流量為2000kg/h，沸點(diǎn)進(jìn)料，冷凝器操作壓力為21kPa（絕壓），蒸發(fā)器內(nèi)液層高度為2m，溶液密度為1200kg/m3,加熱蒸汽壓力為200kPa（絕壓），蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)為1000W/(m2?K)，熱損為12kW。試求：①蒸發(fā)水量；②加熱蒸汽用量；③蒸發(fā)器所需的傳熱面積。②加熱蒸汽消耗量查得21kPa下水的沸點(diǎn)為60.7℃，汽化潛熱為2328kJ/kg；200kPa的飽和蒸汽的溫度為120.2℃，汽化潛熱為2204.6kJ/kg。由于是沸點(diǎn)進(jìn)料，故由式（5-4），可得：解：①蒸發(fā)水量：蒸發(fā)③蒸發(fā)器所需傳熱面積查得101.3kPa下質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25的CaCl2水溶液的沸點(diǎn)為107.4℃。故：′a＝107.4－100＝7.4℃在此壓力下，查得水的沸點(diǎn)為68.9℃，故：′′＝68.9－60.7＝8.2℃取′′′＝1.5℃故＝′+′′+′′′＝5.7+8.2+1.5＝15.4℃t1=tc+=60.7+15.4＝76.1℃tm＝T－t1＝120.2－76.1＝44.1℃蒸發(fā)四、蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度一、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力二、蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度單位時(shí)間單位傳熱面積上所蒸發(fā)的水量，簡稱蒸發(fā)強(qiáng)度。蒸發(fā)強(qiáng)度是用來評(píng)價(jià)蒸發(fā)器性能優(yōu)劣的參數(shù)；生產(chǎn)能力則不能。若原料為沸點(diǎn)進(jìn)料，且忽略熱損失，則：蒸發(fā)三、提高蒸發(fā)強(qiáng)度的途徑

1、提高傳熱溫度差

提高傳熱溫度差可提高熱源的溫度或降低溶液的沸點(diǎn)等角度考慮

（2）高溫?zé)嵩?/p>

T↑△t↑受供氣限制，一般加熱蒸汽壓力不超過0.6～0.8MPa。

2、提高總傳熱系數(shù)

影響因素：溶液性質(zhì)、沸騰狀況、操作條件、蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)等。

采取措施：合理設(shè)計(jì)蒸發(fā)器以實(shí)現(xiàn)良好的溶液循環(huán)流動(dòng)，及時(shí)排除加熱室中不凝性氣體，定期清洗蒸發(fā)器（加熱室內(nèi)管）。（1）真空蒸發(fā)

t1↓，△t↑

利：減少或防止熱敏性物料