《蒸发设备图例》PPT课件.ppt
《《蒸发设备图例》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《蒸发设备图例》PPT课件.ppt(110页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、蒸发设备图例,蒸发浓缩所用设备,工艺流程和工艺计算,蒸发概念,蒸发:溶液的浓缩。将含有不挥发性溶质的溶液加热至沸腾使溶剂气化,并将形成的蒸汽不断移除,从而提高溶液浓度的工艺过程。蒸发器:实现蒸发操作的设备。有直接加热式和间接加热式,后者常用。间接加热蒸发器组成包括:加热室和分离室两部分。加热室:完成对溶液的加热并使溶剂部分气化。分离室:将二次蒸汽中夹带的液滴沉降分离。,蒸发基本概念1,加热蒸汽:蒸发器的热源蒸汽,由蒸汽锅炉产生。也称新鲜蒸汽。二次蒸汽:溶剂气化而形成的蒸汽。该部分蒸汽必须不断地被移除出蒸发器,以避免在蒸发器内形成气液平衡,导致蒸发操作无法继续进行。所采用的移除方法是:冷凝。,蒸
2、发基本概念2,根据蒸发流程中,二次蒸汽冷凝时释放的热量是否再应用于蒸发流程,蒸发工艺分为:单效蒸发:二次蒸汽直接用冷凝器冷凝,其热量不再应用于蒸发操作。多效蒸发:多台(也称效)蒸发器串联操作,前一台蒸发器的二次蒸汽被送入下一台蒸发器的加热室,以作为下一台蒸发器的热源。该法更节能、经济。,单效蒸发流程说明,上图为单效蒸发流程。过程:加热蒸汽被送入蒸发器加热室的管间,溶液在管内流过,由加热管壁面传热而使溶液沸腾,浓缩液连续不断从蒸发器底部排出。二次蒸汽由真空管吸入冷凝器冷凝,其中夹带的不凝性气体经分离器、真空泵而排出。,蒸发基本概念3,蒸发操作可在加压、常压或减压下进行,最常用的是减压蒸发。减压蒸
3、发:操作压强低于大气压下的蒸发操作。也称减压浓缩、真空蒸发、真空浓缩。效果:溶液沸点低,适用于热敏性物料的浓缩,可用低温热源(即低压蒸汽或废蒸汽);采用高温热源则可提高传热温度差。但溶液粘度大,传热效果变差,且需增设真空泵。,蒸发与一般传热的区别,虽然也为传热过程,但蒸发有别于一般传热,表现为四点:蒸发与一般传热的区别;溶液浓度的升高,将导致其物理性质变化腐蚀性增强,粘度增大,易结晶结垢,有时产生泡沫,有些溶液有热敏性;相对于纯溶剂,溶液中含有不挥发性的溶质,其蒸汽压要更低,在一定操作压强下,沸点比纯溶液要更高。节能:蒸发过程要消耗大量热能,但也产生温度较高的二次蒸汽和冷凝水,合理回收二者能量
4、有助于节能。,蒸发设备类型和基本结构,蒸发器的两个基本组成部分:加热室使溶液受热,达到沸腾状态.分离室二次蒸汽脱离液面后,使其内夹带的液滴被分离(用重力沉降).根据溶液的循环情况,蒸发设备分:循环型蒸发器(也称非膜式)溶液在加热室内循环流动(自然循环或强制循环).单程型蒸发器(也称膜式)溶液只流经加热室一次.,中央循环管式蒸发器1,加热室设置中央粗管和周围细管目的使溶液在两种管内因受热程度(最终为汽化分率)出现差异,密度出现差异,形成溶液内部的自然循环流动。,中央循环管式蒸发器2,任取一根管子考察单位体积溶液所具有的传热面积S和溶液体积量V、管子内径d的关系。,标准(中央循环管型)蒸发器3,中
5、央循环管受热差,汽化率低,溶液密度大,故溶液下降。周边细管受热好,汽化率高,溶液密度小,故溶液上升。中央循环管面积为加热管总截面积的40%100%,由此形成循环,速度为0.40.5ms。蒸发器加热室不易清洗。适用于处理结垢不严重,腐蚀性较小的溶液。,悬筐式,对中央循环管型的改进,环隙截面积是沸腾管的100%150%,溶液循环速度为1 1.5ms。易清洗。适用于:蒸发时有少量晶体析出的溶液。,外热式,加热管较长,循环管内的溶液未受蒸汽加热,其密度较加热管的大。循环速度为1.5 ms。适用于有少量晶体析出的溶液蒸发。,列文式蒸发器1,结构特点:在加热室的上部设置了一段23m长的空白圆筒,由此附加液
6、柱高度而形成的相对高压,使加热管内的溶液虽然受热程度较高(温度较高),但并不沸腾,溶液只有上升到空白圆筒段后,才达到沸腾状态,可避免易结晶溶液的晶体在加热管表面析出而结垢。适用:易结晶溶液的浓缩。,列文式蒸发器2,缺点:空白圆筒段设置增加了加热、沸腾段的总体高度,也使循环管高度达到了78m,虽使溶液的循环速度增至2-3m/s,但厂房需有足够的高度,且设备庞大,耗材多,造价高。,强制循环型,利用外加动力(泵)形成溶液循环流动,循环速度为25 ms。适用于:易结晶、易结垢或粘度大的溶液。但动力消耗较大。通常为0.40.8kW m2。,球形浓缩罐(补充),球形浓缩罐说明,制药食品化工行业进行间歇蒸发
7、操作,广泛使用球形浓缩罐。不再采用加热管式加热,而应用夹套加热。分离器在于将二次蒸汽所夹带液滴经分离后,返回罐内,避免物料损失。受液灌回收有机溶媒。采用真空操作,浓缩时间短。,单程型(膜式)蒸发器,原理:采用传热效果最佳的薄膜流动传热,溶液流经加热管只一次,且时间极短(一般为几秒到十几秒),即达到浓缩要求,故特别适合于热敏性物料的浓缩。常用类型:升膜、降膜、升-降膜、刮板薄膜式、离心薄膜式。,升膜蒸发器,原料预热至达到或接近沸点,在加热室内膜状流动(传热效果最好)。预热原因:使溶液一到达加热管即能产生大量蒸汽,对溶液上升形成抽吸作用。适用于:蒸发量大的稀或粘度低的溶液,有热敏性或易生泡的溶液;
8、但:粘度高,有晶体析出或结垢情况不适。,降膜蒸发器,适用于:粘度较大、但不是非常大的热敏性物料;易结晶,结垢溶液不宜。通过降膜分布器(三种常用)产生膜状流动。,升-降膜蒸发器,同一加热室内一分为二先升后降,原料需预热。适用于:粘度随浓度改变而变化较大的溶液或厂房高度受限场合。,刮板薄膜蒸发器,原理:利用外在装置(刮板),外在动力布膜。适用于:粘度特高,易结晶,结垢的热敏性物料。但传热量小,处理量小,需额外耗能。,离心式薄膜蒸发器1,过程转鼓内设置多层由上、下碟片所构成的空心夹层,夹套内通入加热蒸汽,原料液由送料管经分配装置而喷洒到每一夹套的上表面,夹套随转鼓旋转,离心作用使得料液分布成0.1m
9、m的薄层液膜,得以快速蒸发,夹层内加热蒸汽释放潜热后冷凝水汇集到排出管,而浓缩液由离心作用进入收集槽经浓缩液排出,二次蒸汽汇集到外壳处的排气管排出。,离心式薄膜蒸发器2,特点:传热系数大、浓缩比高、受热时间短、不易起泡和结垢。兼具离心分离和薄膜浓缩的双重特点。,蒸发器的附属设备,除沫器:将二次蒸汽夹带的液沫继续除尽;安装于蒸发器顶部或二次蒸汽管道。冷凝器:将二次蒸汽冷凝而成为冷凝水。可以为直接冷凝器,也可以为间接冷凝器;疏水阀。,疏水阀(疏水器)1,作用:阻汽排液(在蒸发操作中,阻止加热蒸汽排出,而只排送冷凝水)。类型:机械式依靠蒸汽疏水阀内凝结水液位高度的变化而动作。有:浮子式、浮球式。热静
10、力型依靠液体温度的变化而动作。有:双金属片式、蒸汽压力式;,疏水阀(疏水器)类型2,热动力型依靠液体的热动力学性质(指流速和压强)的变化而动作。如:圆盘式、脉冲式。圆盘式:由于在相同的压力下,液体与气体的流速不同,产生不同的动、静压力,驱使圆盘阀片动作。,蒸发器选用考虑因素(依溶液性质),粘度:首选考虑。热敏性:膜式适用。结晶:外热式、强制型、刮板薄膜式、列文型。易发泡:外热式、强制型、升膜式。有腐蚀性:材质考虑。易结垢:循环速度高或易清洗。溶液处理量:刮板薄膜式传热面积10 m2以下。若需20 m2以上,则选用多效。,溶液的沸点升高及来源,沸点升高指溶液和纯溶剂在相同操作压强下的沸点差值。与
11、纯溶剂相比,在相同的操作压强下,溶液的沸点将更高,又称温度差损失。将使传热平均温度差下降。来源于三个方面:溶液的蒸汽压下降;加热室液柱静压强;蒸汽流动阻力。,溶液的蒸汽压下降引起的沸点升高值 1,蒸汽压下降:溶液中存在着不具挥发性的溶质,与纯溶剂相比,溶液的挥发性降低,在相同操作压强下,溶液沸点比纯溶剂沸点要升高。估算方法:校正系数法:用公式 估算。操作压强下的沸点升高值;常压下的沸点升高值;,溶液的蒸汽压下降引起的沸点升高值 2,f 温度校正系数。操作压强下二次蒸汽的温度,;操作压强下二次蒸汽的气化潜热,kj/kg。,溶液的蒸汽压下降引起的沸点升高值 2,估算方法之二:杜林直线法。与某种标准
12、溶液沸点相比,溶液的沸点与该标准溶液沸点呈直线关系。所以,已知两者在两个操作压强下的各自沸点值,可作出一条直线,以直线为准,当知道标准溶液的特定操作压强下沸点值时,可以查出同一压强时的溶液沸点。一般以水为标准溶液。如下图。,温度差损失例题1,对20%NaOH水溶液,求下面各项。1.查图求101.33kPa压强下该溶液的沸点。2.分别利用系数校正法和杜林直线法求50kPa压强下因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失。(50kPa下,水的沸点为81.2,气化潜热为2304.5kj/kg)。,液柱附加压强而产生的沸点升高 1,在循环型蒸发器中,加热室内液层有一定的高度,此附加液柱导致液层内的液体操作压强
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 蒸发设备图例 蒸发 设备 图例 PPT 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5600702.html