第二节 单效蒸发zhengfa-2.pdf

一一 溶液的沸点和温度差损失溶液的沸点和温度差损失 1 溶液的沸点 液体的沸点是指其饱和蒸汽压等于外界压强下的温度 而溶液的饱和蒸汽压低于同温度下纯溶液的饱和蒸汽压 因此 同一外压下 溶液的沸点高于纯溶液的沸点 溶液的沸点 液体的沸点是指其饱和蒸汽压等于外界压强下的温度 而溶液的饱和蒸汽压低于同温度下纯溶液的饱和蒸汽压 因此 同一外压下 溶液的沸点高于纯溶液的沸点 称温度差损失 则减小的温度差 温度差 对于碱溶液 温度差 对于纯水 的饱和蒸汽来加热如果我们用 水溶液沸点 的 例 常压下 水沸点 C5 85 1120tt C5 115 108120t C20100120t C120 C5 108NaOH20 C100 o T o o T o o o 第二节第二节第二节第二节 单效蒸发单效蒸发单效蒸发单效蒸发 11 T 111 1 T t 2 Tt tT TT tt Tt t tTt tT T T TTt 失生压强降造成温度差损由于管道中流动阻力产 引起的温度损失由蒸发器中液柱静压强 起的温度损失由溶液蒸汽压下降而引 损失由三个方面造成实际上蒸发传热温度差 温度差损失 则温度差损失 溶液的沸点 而对实际溶液加热 也即水的沸点 度操作压强压二次蒸汽温 加热蒸汽温度 理论传热过程 纯水 对于如图蒸发过程 校正系数 可由附录中查出 常压下水沸点常压下溶液沸点 即沸点升高 下降引起的温度差损失常压下由于溶液蒸汽压 经验公式法 可由下述方法求出 蒸发操作的压强有关 和溶液的种类 浓度及其高出的值 饱和蒸汽温度 于蒸发室压力下溶剂的 溶剂的 即高外压下 其沸点高于纯的蒸汽分压 故在同一 温度下纯溶液因此其蒸汽分压低于同溶液中由于含有溶质 而引起的温度损失 由溶液蒸汽压下降 f C100 tt ft o waAa a a a 1 直接查图法 常数则 相应溶液沸点 知 二压强下水的沸点 关系强下纯水的沸点成直线某溶液的沸点和相同压 直线法则杜林法则 二次蒸汽化潜热 蒸汽温度 操作压强下二次 a t t t t t t p kJ kg r 273 T 0 0162f w A A A w w w A o o t t k p C r C T 点击这里看大图 回上页 x71 2x75 150y x142 01k NaOH ykttt 0t t tt tt k tt tt k t tt tt k t t t t b 2 m m wA A w w w w A A w w A A A w w A A ww AA 水溶液对于 为直线则 如果我们取 可由相应压强下查出其中则 沸点求 第三压强下溶液的 为已知则 水的沸点 液沸点已知 分别二压强下溶 计算法 对应的温度 和二次蒸汽压强则沸点升高 查水的相应沸点由 液体高度 液体密度 液层中部平均压强 液柱上方二次蒸汽压强 在蒸发管中的平均压强 引起的温度差损失由蒸发器中液柱静压强 则沸点升高 由上可求出溶液的沸点 p T Tt tp m L kg m Pa p Pa p 2 gL pp Tt t m mm 3 m mm A A o o 2 Tt C1C 1 TT 3 则溶液沸点 差损失 由以上可知总的温度 即 一般经验值取温差为 即 下降 汽压强下降 致使温度 由于管路阻力 使蒸 加热蒸汽次蒸汽引入下一效作为多效蒸发中前一效的二 失压强降引起的温度差损由于管路流动阻力产生 kgkJrCT cmkgfp C C f t mkg mLcmkgfpNaOHx mkg o o o a a 2305 9 80 5 0 f 7 100 1176 2 1 5 0 32 18 1176m2 1kg cm5 0 NaOH32 18 2 0 3 2 32 查附录 由附录查 二十一 沸点升高 水沸点 常压下溶液沸点 解 及 求 水溶液已知 及溶液的沸点 度差损失和液柱静压强引起的温求溶液由于蒸汽压下降 料液密度为 蒸发管中液柱高度 强为水溶液 若二次蒸汽压 的例 蒸发器中为浓度 CTt t C CTp Ctp mN gL pp Tt C r T o o o o mm m m o 16 901 316 69 80 1 39 8084 9 80 84 55972 2 81 911762 1 1081 95 0 2 16 6788 0 88 0 2305 2739 80 0162 0 273 0162 0f 2 4 2 2 由 求 时水的沸点 下水的沸点查 C7 90t 56 484026 1tktty 4 56 1832 071 21832 0150 x71 2x75 150y 026 11832 0142 01x142 01k b C1 90t 32 18x 125 C84t m N55972p a o A A w Am 22 m o o m 2 m 计算法 时 查图 时水的沸点由直接查图法 杜林法则 二二 单效蒸发流程 生产中最简单的是单效真空蒸发 且多为水溶液 单效蒸发 单效蒸发流程 生产中最简单的是单效真空蒸发 且多为水溶液 单效蒸发 二次蒸汽不加利用的蒸发 结构 加热室 蒸发室 冷凝器 除沫器 二次蒸汽不加利用的蒸发 结构 加热室 蒸发室 冷凝器 除沫器 物料衡算 热量衡算 传热面积 蒸汽消耗量 水分蒸发量 计算 点击这里看大图 回上页 稀释热和溶液焓浓图 蒸发器热量衡算四 完成液浓度 蒸发水量 出量进量稳定生产 溶质衡算 完成液中溶质质量分率 原料液中溶质质量分率 蒸发水量 进料量设 蒸发器的物料衡算三 1 1 W Fx x x kg h W kg h 0 1 1 0 10 1 0 WF Fx x x x F xWF F kgkJr kgkJH C D r H TT kg h 2 h x NaOH Ca OH NaOH o 2 消耗潜热加热蒸汽 二次蒸汽的 焓加热蒸汽 二次蒸汽的 和温度加热蒸汽 二次蒸汽饱 蒸汽消耗量设 蒸汽消耗量计算 等温曲线参考坐标 焓纵坐标 浓度横坐标 图水溶液 由实验得焓浓对 与其浓度有关 焓不但与温度有关 且 热越高 即溶液的热 且浓度越大 浓缩给和稀释时相当的浓缩 需潜热外 还要供 除要供给水分蒸发所效应 而相反在蒸发时 显的放热等水溶液在稀释时有明 有许多溶液如 点击这里看大图 回上页 r QhhFhHW D QhhFhHWrDQ QFhhWFWHhDD QDhhWFWHFhDH Q C L L L r w Lw L Q Q t t kJ kg hhh 011 011 01 1 0 o 10 w10 蒸汽消耗量 热损原料焓变蒸发水热 时溶液的稀释热不可忽略 热损失 原料液 完成液的温度 水焓原料液 完成液 冷凝 出入 2 点击这里看大图 回上页 0Bpwpwp0pw0pB0p 1ppB11pw1pB1p 0pw0pB0p pw pwpBp wpwpw 11p11p1 00p00p0 oo x CC C x1 CxCC CCx x1 CxCC x1 CxCC x1 CC 20 x x1 CxCC TC 0T Ch tC 0t Ch tC 0t Ch C0C0 0 0 00 10 3 1 1 r 1kg r 由 传热面积 实际故 对单效蒸发 随温度变化不大由于蒸汽潜热 热蒸汽的消耗量 水时 加蒸发单位蒸汽消耗量 则 且不计热损失若原料预热到沸点 需传热面积 热时蒸汽的消耗量和所试求不计热损失和稀释 硝酸铵比热器传热系数 表 蒸发 表 蒸发室压强热蒸汽 加 溶液沸点成品浓度 温度浓度 原料硝酸铵水溶液 进料量例 单效蒸发器 蒸发 参考表经验值 计算 7 1C 1200 kgf cm2 0kgf cm6 10090 6068 kg h10 25 1 1 K t rDQ 2 0 22 4 0 0 00 1 0 0 0 1m CkJkgCmWK CC R d bd d d R d d K tT o pB o oo s mi si i 2440 90 0 68 0 1 10 1 W 5 232 0187 468 07 1 1 59 7T 9 2355 f cm kg2 0 2 164 2073 kgf cm7 r 0 7 1 1200 kgf cm2 0 kgf cm6 100 60 90 68 xkg h 10F 4 1 0 00 2 2 0 010 0 2 0 2 2 1010 4 hkg x x F CkgkJxCxCC CkgkJr CTkgkJr rWC r ttFCWr D SD QCkgkJC CmWKpp CtCtx o pwpBp o o p p L o pB o oo 查 查 求 解 不计热损失 求 表 表 已知 38 0 L w 6 0 L LPL 8 0 L cmi i L 38 0 L w 6 0 rL 8 0 eL i L i i 2 3 m0 0 m00 C ud d 008 0 P R d 008 0 4 m 3 24 1002 164 12003600 1020734 3255 tK rD S tSKrDQ h kg 4 3255 2073 60100 5 2100009 23552440 D 标准型蒸发器 的沸腾传热 的大容器中数不同于前边传热中讲蒸发管中的沸腾传热系 的关联式热系数蒸发器管内沸腾对流传 由 降膜式蒸发器 升膜式蒸发器 对流计算公式采用无相变时管内强制 强制循环蒸发器 溶液的表面张力 水的表面张力 对数平均值 进出加热管速度的溶液的平均流速 即为 表示溶液的各参数下标 其中 PR d 023 0 N m N m u L 4 0 rL 8 0 eL i L i L w m S V 2 W 1 r tKW r tKS WrtTKSQ hkg 单位传热面积蒸发水量生产强度 单位时间 能力的大小可用传热速率表示生产 即 速率则生产能力正比于传热 于蒸发水分点进料 则供热全部用如不考虑热损失 且沸 大自动蒸发高于沸点进料 原料会 中水分汽化等于沸点进料 供热 小水分汽化原料升温低于沸点进料 供热 和进料状况有关 蒸