1、7.1 概述7.1.1 蒸发过程及其应用第七章 蒸 发一、蒸发的概念与流程 将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使其中的挥发性溶剂部分汽化从而将溶液浓缩蒸发。蒸发的简化流程1-加热室2-加热管3-中央循环管4-分离器5-除沫室6-冷凝器生蒸汽二、蒸发过程的应用蒸发操作适用场合v 稀溶液的增浓直接制取液体产品，或将浓缩的溶 液再进一步处理制取固体产品v 纯净溶剂的制取v 同时制备浓溶液和回收溶剂示例：稀烧碱溶液(电解液)的浓缩示例：海水蒸发脱盐制取淡水示例：中药生产中溶媒浸取液的蒸发7.1 概述7.1.1 蒸发过程及其应用第七章 蒸 发7.1.2 蒸发的特点与分类一、蒸发操作的特点1.溶液沸点升高由
2、拉乌尔定律 AAAxpp0溶液的蒸汽压低于纯溶剂的蒸汽压0AApp在相同压力下溶液的沸点蒸发溶液的温度差蒸发溶剂的温度差纯溶剂的沸点在加热蒸汽温度一定下故二次蒸汽相对于水为过热蒸汽蒸汽的比热容饱和蒸汽温度近似处理rtcHW1t1 下的汽化热1tHH t1 下饱和水蒸气的焓则二、热量衡算由有关关系式整理得rQttFcrWDL)(010单位蒸汽消耗量rrWDe通常，水的汽化热随压力变化不大rr 故1e实际蒸发过程有热损失1.1e二、热量衡算若溶液稀释热不可忽略故溶液在稀释时放热显著(NaOH溶液)稀释浓缩放出稀释热提供浓缩热蒸发所需热量=汽化热 +浓缩热oh1h与溶液浓度有关查焓浓图rQFhhWF
3、HWDLo1)(二、热量衡算NaOH溶液的浓焓图溶液的焓是浓度的非线性函数7.1 概述7.2 蒸发设备(选读)第七章 蒸 发7.3 单效蒸发7.3.1 物料与热量衡算方程7.3.2 传热速率方程一、蒸发器的传热速率方程由rDhHDQc)(mtSKQmtAKQ蒸发器传热速率方程蒸发器热负荷蒸发器的传热面积对于蒸发器二、传热的平均温度差1tTtm对于加热室对于整个蒸发器cTtTt蒸发器总温度差蒸发的有效温度差ct1tTT0tmTtt 温度差损失(溶液沸点升高)令1.温度差损失的概念二、传热的平均温度差冷凝器加热室ppv 二次蒸汽从蒸发器流到冷凝器的阻力损失v 蒸发器的操作需维持一定的液面，液面下部
4、的压 力高于液面上的压力 形成原因ctt 1v 水中含有不挥发的溶质 故由于溶质的存在引起的沸点升高由于液柱压力引起的沸点升高由于流动阻力引起的沸点升高二、传热的平均温度差经验式估算af 溶液的沸点与溶液压力相等时水的沸点srTf2)273(0162.0常压下由于溶质存在引起的沸点升高校正系数2.沸点升高的计算TtB(1)由于溶液中溶质存在引起的沸点升高操作压力下水的汽化热二、传热的平均温度差杜林(Duhring)规则估算 一定浓度的某种溶液的沸点与相同压力下标准液体的沸点呈线性关系杜林规则。标准液体纯水。kttttWWBBmkttWB杜林直线斜率BBtt、压力为 和 p下溶液的沸点pWWtt
5、、压力为 和 p下水的沸点p令二、传热的平均温度差NaOH水溶液的杜林线图各浓度下杜林直线的斜率基本平行二、传热的平均温度差平均压力平均压力下溶液的沸点二次蒸汽压力Bavtt(2)由于液体静压头引起的沸点升高2gLppavav溶液的平均密度液层高度二次蒸汽压力下溶液的沸点二、传热的平均温度差)(，管道尺寸二次蒸汽的流速，物性f (3)由于流动阻力引起的沸点升高设计中一般取经验值对于单效蒸发 11.5oC对于多效蒸发，各效间 1oC三、蒸发器的传热系数osomoiosiiioRkdbdddRddK11o管外侧对流传热系数i管内侧对流传热系数按膜状冷凝的经验公式计算根据蒸发器的形式由相应的经验公式
6、计算7.1 概述7.2 蒸发设备(选读)第七章 蒸 发7.3 单效蒸发7.3.1 物料与热量衡算方程7.3.2 传热速率方程7.3.3 蒸发强度与加热蒸汽的经济性一、蒸发器的生产能力和蒸发强度1.蒸发器的生产能力单位时间内蒸发的水分量蒸发器的生产能力。rtAKrQWm若 忽略蒸发器的热损失原料液在沸点下进料则在溶液沸点下二次蒸汽的汽化热kg/h一、蒸发器的生产能力和蒸发强度2.蒸发强度单位时间单位传热面积上蒸发的水分量蒸发强度。AWU 蒸发强度kg/(m2 h)若 忽略蒸发器的热损失原料液在沸点下进料则rtKUm提高蒸发强度关键是提高总传热系数和传热温度差二、加热蒸汽的经济性1 kg生蒸汽可蒸发的水分量加热蒸汽的经济性。eDWE1则加热蒸汽的经济性kg水/kg蒸汽若 忽略蒸发器的热损失原料液在沸点下进料忽略溶液的浓缩热1E通常1E7.1 概述7.2 蒸发设备(选读)第七章 蒸 发7.3 单效蒸发7.4 多效蒸发(选读)本 章 小 结本章重点掌握的内容v 蒸发操作的特点v 溶液的沸点升高v 蒸发器的生产能力与蒸发强度v 加热蒸汽的经济性练 习 题 目思考题作业题:无1.蒸发操作有哪些特点？2.何为溶液的沸点升高，是如何形成的？3.何为蒸发器的生产能力与蒸发强度?4.何为加热蒸汽的经济性?
