產(chǎn)品簡(jiǎn)介
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蒸發(fā)操作在工業(yè)中的應(yīng)用 蒸發(fā)就是用加熱的方法,將含有不揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液加熱至沸騰狀況,使部分溶劑汽化并被移除,從而提高溶劑中溶質(zhì)濃度的單元操作。工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用蒸發(fā)操作有以下幾種場(chǎng)合: 1、濃縮稀溶液直接制取產(chǎn)品或?qū)馊芤涸偬幚恚ㄈ缋鋮s結(jié)晶)制取固體產(chǎn)品,例如電解燒堿液的濃縮,食糖水溶液的濃縮及各種果汁的濃縮等; 2、同時(shí)濃縮溶液和回收溶劑,例如有機(jī)磷農(nóng)藥苯溶液的濃縮脫苯,中藥生產(chǎn)中酒精浸出液的蒸發(fā)等; 3、為了獲得純凈的溶劑,例如海水淡化等。 總之,在化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、制藥等工業(yè)中,蒸發(fā)操作被廣泛應(yīng)用。 蒸發(fā)操作的特點(diǎn) 工程上,蒸發(fā)過程只是從溶液中分離出部分溶劑,而溶質(zhì)仍留在溶液中,因此,蒸發(fā)操作即為一個(gè)使溶液中的揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)的分離過程。由于溶劑的汽化速率取決于傳熱速率,故蒸發(fā)操作屬傳熱過程,蒸發(fā)設(shè)備為傳熱設(shè)備,但是,蒸發(fā)操作與一般傳熱過程比較,有以下特點(diǎn): 1、溶液沸點(diǎn)升高 由于溶液含有不揮發(fā)性溶質(zhì),因此,在相同溫度下,溶液的蒸氣壓比純?nèi)軇┑男?,也就是說,在相同壓力下,溶液的沸點(diǎn)比純?nèi)軇┑母?,溶液濃度越高,這種影響越顯著。 2、物料及工藝特性 物料在濃縮過程中,溶質(zhì)或雜質(zhì)常在加熱表面沉積、析出結(jié)晶而形成垢層,影響傳熱;有些溶質(zhì)是熱敏性的,在高溫下停留時(shí)間過長易變質(zhì);有些物料具有較大的腐蝕性或較高的粘度等等。 3、能量回收 蒸發(fā)過程是溶劑汽化過程,由于溶劑汽化潛熱很大,所以蒸發(fā)過程是一個(gè)大能耗單元操作。因此,節(jié)能是蒸發(fā)操作應(yīng)予考慮的重要問題。
蒸發(fā)操作的分類 1、按蒸發(fā)方式分: 自然蒸發(fā):即溶液在低于沸點(diǎn)溫度下蒸發(fā),如海水曬鹽,這種情況下,因溶劑僅在溶液表面汽化,溶劑汽化速率低。 沸騰蒸發(fā):將溶液加熱至沸點(diǎn),使之在沸騰狀態(tài)下蒸發(fā)。工業(yè)上的蒸發(fā)操作基本上皆是此類。 2、按加熱方式分: 直接熱源加熱 它是將燃料與空氣混合,使其燃燒產(chǎn)生的高溫火焰和煙氣經(jīng)噴嘴直接噴入被蒸發(fā)的溶液中來加熱溶液、使溶劑汽化的蒸發(fā)過程。 間接熱源加熱 容器間壁傳給被蒸發(fā)的溶液。即在間壁式換熱器中進(jìn)行的傳熱過程。 3、按操作壓力分: 可分為常壓、加壓和減壓(真空)蒸發(fā)操作。很顯然,對(duì)于熱敏性物料,如抗生素溶液、果汁等應(yīng)在減壓下進(jìn)行。而高粘度物料就應(yīng)采用加壓高溫?zé)嵩醇訜幔ㄈ鐚?dǎo)熱油、熔鹽等)進(jìn)行蒸發(fā) 4、按效數(shù)分: 可分為單效與多效蒸發(fā)。若蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽直接冷凝不再利用,稱為單效蒸發(fā)。若將二次蒸汽作為下一效加熱蒸汽,并將多個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián),此蒸發(fā)過程即為多效蒸發(fā)。 下圖為單效真空蒸發(fā)
*循環(huán)管式蒸發(fā)器 *循環(huán)管式蒸發(fā)器為zui常見的蒸發(fā)器,其結(jié)構(gòu)如圖所示,它主要由加熱室、蒸發(fā)室、*循環(huán)管和除沫器組成。蒸發(fā)器的加熱器由垂直管束構(gòu)成,管束*有一根直徑較大的管子,稱為*循環(huán)管,其截面積一般為管束總截面積的40%~*。 當(dāng)加熱蒸汽(介質(zhì))在管間冷凝放熱時(shí),由于加熱管束內(nèi)單位體積溶液的受熱面積遠(yuǎn)大于*循環(huán)管內(nèi)溶液的受熱面積,因此,管束中溶液的相對(duì)汽化率就大于*循環(huán)管的汽化率,所以管束中的氣液混合物的密度遠(yuǎn)小于*循環(huán)管內(nèi)氣液混合物的密度。這樣造成了混合液在管束中向上,在*循環(huán)管向下的自然循環(huán)流動(dòng)?;旌弦旱难h(huán)速度與密度差和管長有關(guān)。密度差越大,加熱管越長,循環(huán)速度越大。但這類蒸發(fā)器受總高限制,通常加熱管為1~2m,直徑為25~75mm,長徑比為20~40。 *循環(huán)管蒸發(fā)器的主要優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,制造方便,操作可靠,投資費(fèi)用少。缺點(diǎn)是:清理和檢修麻煩,溶液循環(huán)速度較低,一般僅在0.5m/s以下,傳熱系數(shù)小。它適用于粘度適中,結(jié)垢不嚴(yán)重,有少量的結(jié)晶析出,及腐蝕性不大的場(chǎng)合。*循環(huán)管式蒸發(fā)器在