5.2 单效蒸发

5.2 单效蒸发 D A 已知：F、x0、t0、x 计算内容： L、 W、加热蒸汽量D、加热面积一、物料衡算 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.2 单效蒸发 稀释热二、能量衡算 -----查焓浓图 a. 无明显浓缩热的体系 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.2 单效蒸发 假定： ① Hs-hs =R（加热蒸汽汽化潜热）； ② h  h0； ③ H-h  r（二次蒸汽汽化潜热）； ④ Ql 0 汽化1kg水所消耗的蒸汽量，其值约为1。实际上D/W=1.1 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.2 单效蒸发 b. 有明显浓缩热的体系先按情况a 计算，然后再校正。 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.2 单效蒸发 K值约为600~6000W/m2K P 三、加热面积A的计算 P t 取决于：冷凝器压力P、溶液浓度、蒸发室内液层深度，因此，t >T。 △ =t -T-----传热温度差损失 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.2 单效蒸发 • 引起传热温差损失△的原因：（1）溶液沸点升高（与同压力下纯溶剂相比）------杜林规则查图步骤：P→水的沸点→由杜林线查得某一浓度下的溶液沸点。（2）蒸发室内液层深度引起的与设备结构有关，有些设备液柱可高达3~6m，有些设备中此项损失可不计。（3）二次蒸汽的阻力损失引起的此项影响很小，通常取 1 ℃ 左右。 P P P  △ =t -T-----传热温度差损失 Yang CP, PhD, PE, Professor

二次蒸汽 P 5.3 多效蒸发并流流程： 5.3.1 多效蒸发及其流程思考：P1、 P2、 P3大小顺序？并流流程优、缺点： ① 料液可自动流入下一效，无需泵输送； ②溶液会发生闪蒸而产生更多的蒸汽； ③传热推动力依次减小； ④ K依次减小； 1 2 3 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3 多效蒸发 逆流流程：二次蒸汽优、缺点： ① 料液需用泵送入下一效； ②传热推动力较为均匀； P 1 2 3 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3 多效蒸发 错流流程：二次蒸汽优、缺点： ① 兼有并、逆流的优点； ②操作复杂； P 1 2 3 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3 多效蒸发 平流流程：平流流程优、缺点： ① 各效独立进料，传热状况均较好； ②物料停留时间较短 P 1 2 思考： 1、粘度随浓度变化很大的料液，宜采用哪一种流程？平流、逆流或错流 2、当最后浓缩液在高温下易被破坏时，宜采用哪一种流程？并流 3、当进料几乎是饱和液时，宜采用哪一种流程？平流 3 Yang CP, PhD, PE, Professor

生产强度：单位时间、单位面积的传热量或蒸发的水分量，用q或 W/A表示。生产能力：单位时间的传热量或蒸发的水分量，用Q或 W表示。 5.3 多效蒸发 5.3.2 多效蒸发与单效蒸发的比较 多效蒸发单位生蒸汽消耗量D/W比单效蒸发小，操作费比单效蒸发小； 多效蒸发生产能力比单效蒸发小，生产强度比单效蒸发小，故设备费比单效蒸发大。 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3 多效蒸发 证明：多效与单效相比，单位生蒸汽消耗量小。假设属理想情况，每一效D/W=1 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3 多效蒸发 注意：操作费减小的幅度并不与效数成正比，效数越多，操作费减小的幅度成下降趋势。 Yang CP, PhD, PE, Professor

P P A/3 A/3 A/3 5.3 多效蒸发证明：多效与单效相比，生产能力低、生产强度小。 Yang CP, PhD, PE, Professor

P P A/3 A/3 A/3 5.3 多效蒸发因为故相同生产能力下，A>A。因此，多效蒸发的设备费大。而且，效数越多，设备费增大的幅度越大。 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3 多效蒸发 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3.3 提高生蒸汽热能利用程度的措施 • 采用多效 • 额外蒸汽的引出 • 采用热泵蒸发流程 • 冷凝水的自蒸发 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3.3 提高生蒸汽热能利用程度的措施 • 采用多效 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3.3 提高生蒸汽热能利用程度的措施 • 额外蒸汽的引出-----1kg生蒸汽可换取2kg的额外蒸汽(理想情况) 假设有n+1效，除最后一效外，每一效均抽出额外蒸汽，分别为E1、E2、……En。于是 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3.3 提高生蒸汽热能利用程度的措施 不引出额外蒸汽时，有 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3.3 提高生蒸汽热能利用程度的措施 则总的额外蒸汽引出量 E=nkg Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3.3 提高生蒸汽热能利用程度的措施 二次蒸汽的汽化潜热比生蒸汽的大，若利用热泵给二次蒸汽加能，输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。提高其温度、压力，使其循环使用，可使单效蒸发的能量利用率胜过3~5效的蒸发流程。 • 采用热泵蒸发流程热泵蒸发流程用于蒸发沸点升高小的溶液时较为有利。 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.3.3 提高生蒸汽热能利用程度的措施 • 冷凝水的自蒸发将冷凝水减压而自蒸发，与二次蒸汽一起进入下一效作为加热蒸汽用。 Yang CP, PhD, PE, Professor

5.2 单效蒸发

5.2 单效蒸发

Presentation Transcript