第六章 蒸发 (讲课PPT)

1、第第 六六 章章Evaporation第一节第一节 蒸发概述蒸发概述第二节第二节 蒸发设备蒸发设备第三节第三节 单效蒸发单效蒸发第四节第四节 多效蒸发多效蒸发第一节第一节 蒸发概述蒸发概述6.1 6.1 食品物料的蒸发食品物料的蒸发6-2 6-2 蒸发的操作方法蒸发的操作方法一、什么是蒸发一、什么是蒸发? ?二、蒸发的目的二、蒸发的目的溶剂溶剂S溶质溶质A（不挥发）（不挥发）溶剂溶剂S加热加热（1 1）获得）获得浓缩的溶液浓缩的溶液。（2 2）获得）获得固体溶质固体溶质。如：烧碱，抗生素，糖等如：烧碱，抗生素，糖等（3 3）纯净的）纯净的溶剂产品溶剂产品。如：海水淡化如：海水淡化 将含有将含有

2、不挥发性溶质不挥发性溶质的稀溶液加的稀溶液加热，使其中部分溶剂汽化、除去的单热，使其中部分溶剂汽化、除去的单元操作，称为元操作，称为蒸发蒸发。溶液溶液生活实例：生活实例：煲汤煲汤工业实例：如图工业实例：如图7-1，硝酸铵溶液蒸发，硝酸铵溶液蒸发 食品物料的蒸发食品物料的蒸发1.1.食品物料蒸发的目的食品物料蒸发的目的（1） 除去食品中大量的水分除去食品中大量的水分减少包装、贮藏和运输的费用减少包装、贮藏和运输的费用例：例：ws=5%,100 tws = 28%,18 t（2） 提高制品浓度，增加制品的贮藏性提高制品浓度，增加制品的贮藏性主要作用：主要作用：aw 至微生物学上安全至微生物学上安全

3、（3） 经常用作干燥或更完全脱水的预处理过程经常用作干燥或更完全脱水的预处理过程如：制奶粉先将牛奶蒸发浓缩至如：制奶粉先将牛奶蒸发浓缩至4552%（4） 用作某些结晶操作的预处理过程用作某些结晶操作的预处理过程2.2.食品物料蒸发浓缩的特点食品物料蒸发浓缩的特点（1）热敏性）热敏性常采用常采用HTST蒸发、真空蒸发，蒸发、真空蒸发，用长管膜式、搅拌膜式蒸发器用长管膜式、搅拌膜式蒸发器（2）腐蚀性）腐蚀性采不锈钢等耐腐蚀材料采不锈钢等耐腐蚀材料（3） 黏稠性黏稠性采用强力循环和搅拌采用强力循环和搅拌（4） 结垢性结垢性料液流速的冲刷作用料液流速的冲刷作用（5）泡沫性）泡沫性加消泡剂，用除沫器加消

4、泡剂，用除沫器（6）挥发性）挥发性加香气成份回收装置加香气成份回收装置将蒸发器产生的二次蒸气通到另外一将蒸发器产生的二次蒸气通到另外一个蒸发器作为加热蒸气，以便提高加个蒸发器作为加热蒸气，以便提高加热蒸气（生蒸气）的利用率，这种串热蒸气（生蒸气）的利用率，这种串联蒸发操作称为多效蒸发。联蒸发操作称为多效蒸发。 二次蒸气不加利用而直接送到冷二次蒸气不加利用而直接送到冷凝器进行冷凝的蒸发操作。凝器进行冷凝的蒸发操作。单效蒸发单效蒸发多效蒸发多效蒸发加热蒸气和二次蒸气加热蒸气和二次蒸气蒸发需要不断的供给热能。工业上采用的热源通常为水蒸气，蒸发需要不断的供给热能。工业上采用的热源通常为水蒸气，而蒸发的

5、物料大多是水溶液，蒸发时产生的蒸气也是水蒸气。而蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时产生的蒸气也是水蒸气。为了易于区别，前者称为为了易于区别，前者称为加热蒸气或生蒸气加热蒸气或生蒸气，后者称为，后者称为二次蒸气二次蒸气。三、分类 （一）按加热方式 1直接加热：例如通过喷射嘴将燃料燃烧后的高温火焰或热烟道气直接喷入被蒸发的溶液中，使溶剂汽化。这类直接接触式蒸发器的传热速率高，但应用范围受到被蒸发物料和蒸发要求的限制。不属于本章讨论范围。 2间接加热：热量通过间壁式换热设备传给被蒸发溶液而使溶剂汽化。一般工业蒸发过程多属此类。（二）按操作压强 1常压蒸发：蒸发器加热室溶液侧的操作压强略高于大气压强，此时

6、系统中不凝气体依靠其本身的压强排出。 2真空蒸发：溶液侧的操作压强低于大气压强，要依靠真空泵抽出不凝气体并维持系统的真空度。其目的是为了降低溶液的沸点和有效利用热源。与常压蒸发相比，真空蒸发可以使用低压蒸汽或废热蒸汽作热源；减小系统的热损失，有利于处理热敏热性物料，在相同热源温度装置下可提高温度差。但溶液沸点的降低会使其粘度增大，沸腾时传热系数将降低；且系统需用真空装置，因而会增加一些额外的能量消耗和设备。（三）按蒸发器的效数 工业生产中被蒸发的物料多为水溶液，且常用饱和水蒸汽为热源通过间壁加热。热源蒸汽习惯上称为生蒸汽，而从蒸发器汽化生成的水蒸汽称为二次蒸汽。 1单效蒸发：蒸发装置中只有一个

7、蒸发器，蒸发时生成的二次蒸汽直接进入冷凝器而不再次利用，称为单效蒸发。 2多效蒸发：将几个蒸发器串联操作，使蒸汽的热能得到多次利用。通常它是将前一个蒸发器产生的二次蒸汽作为后一个蒸发器的加热蒸汽，蒸发器串联的个数称为效数，最后一个蒸发器产生的二次蒸汽进入冷凝器被冷凝，这样的蒸发过程称为多效蒸发。（四）按操作方式 1间歇蒸发：它又可分为一次进料、一次出料和连续进料、一次出料两种方式。排出的蒸浓液通常称为完成液。在整个操作过程中，蒸发器内的溶液浓度和沸点均随时间而变化，因此传热的温度差、传热系数等各参数均随时间而变，达到一定溶液浓度后将完成液排出。 2连续蒸发：连续进料、完成液连续排出。一般大规模

8、生产中多采用连续蒸发。四、蒸发操作的特点 1.有相变化的恒温传热 蒸发器的加热管壁一侧为用加热蒸汽去加热管子另一侧的溶液，因此加热蒸汽会放出热量，冷凝为液相；而管子另一侧的溶液会吸收热量沸腾，从而由液相变为气相。所以操作时两者均有相转变，但温度不变，故蒸发操作属于有相变化的恒温传热。 2.溶液沸点升高 含有不挥发溶质水溶液的蒸气较同条件下纯溶剂（本书中为纯水，以后不再说明）的低，故沸点较同条件下水的沸点高，溶液浓度越高这种现象越严重。 3.物料的工艺特性 待蒸发溶液本身巨有许多特性，例如蒸发过程中容易产生泡沫；易在管壁上结垢；操作时浓度逐渐加大，致使溶液的性质不断地改变，例如粘度加大，且浓度达

9、到一定高度时有些溶液还会有晶体析出；热敏性溶液有时要分解或聚合。 4.热能的利用 蒸发操作耗费大量的生蒸汽，同时又产生大量的冷凝水和二次蒸汽。蒸发操作中除要考虑节约生蒸汽的用量外，还应将冷凝水的显热和蒸汽的汽化热加以利用。节能与利用废热能是与蒸发操作密切相关的经济问题。 综上所述，蒸发操作和蒸发器有别于一般的传热操作和换热器。6-26-2、蒸发的基本流程、蒸发的基本流程 冷却水 料液 加热蒸汽 冷凝水 水 完成液 单效蒸发流程 除沫器除沫器二次蒸汽二次蒸汽蒸发室蒸发室加热室加热室不凝性气体不凝性气体冷凝器冷凝器p 蒸发器蒸发器(加热室加热室，蒸发室蒸发室)p 除沫器除沫器p 冷凝器冷凝器p 真

10、空装置真空装置(间壁式换热器间壁式换热器)思考思考1 1：如图为真空式操作设如图为真空式操作设备，为什么图中冷凝器的放备，为什么图中冷凝器的放置高度要很高？置高度要很高？1)1)溶液的沸点升高：溶液的沸点升高：由于不挥发溶质的存在，溶液的蒸气压由于不挥发溶质的存在，溶液的蒸气压低于同温度下纯溶剂的蒸气压。因此，在相同压力下，溶液低于同温度下纯溶剂的蒸气压。因此，在相同压力下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸点，这种现象称为溶液的沸点升高。的沸点高于纯溶剂的沸点，这种现象称为溶液的沸点升高。溶液的沸点升高导致蒸发的溶液的沸点升高导致蒸发的传热温度差的降低传热温度差的降低。五、蒸发操作特点五、蒸发操作特点

11、 常见的蒸发是间壁两侧分别为常见的蒸发是间壁两侧分别为蒸气冷凝和液体沸腾蒸气冷凝和液体沸腾的传的传热过程。热过程。2)2)能耗较大：能耗较大：蒸发操作所汽化的溶剂量较大，需要消耗大量蒸发操作所汽化的溶剂量较大，需要消耗大量的加热蒸气。因此需要考虑热量的利用的问题。的加热蒸气。因此需要考虑热量的利用的问题。3)3)物料特性：物料特性：有些物料浓缩时易于结晶，结垢；有些热敏性物有些物料浓缩时易于结晶，结垢；有些热敏性物料由于沸点升高更易于变性；有些则具有较大的粘度或较强的料由于沸点升高更易于变性；有些则具有较大的粘度或较强的腐蚀性等等。需要根据物料的特性和工艺要求，选择适宜的蒸腐蚀性等等。需要根据

12、物料的特性和工艺要求，选择适宜的蒸发流程和设备。发流程和设备。 6-3 6-3 蒸发的传热温差蒸发的传热温差 6-4 6-4 单效蒸发的计算单效蒸发的计算和温度冷凝器中二次蒸汽的饱为加热蒸汽的饱和温度蒸发器热流体侧的温度传热壁两侧的最大温差总温差-cTTTTTTstcst有效换热温差有效换热温差温度蒸发器加热室物料侧的11TTTTs tTT两者关系温差损失温差损失cTT 11.1.液层静压效应液层静压效应溶液在蒸发器内常有一定的液层高度，离液面不同溶液在蒸发器内常有一定的液层高度，离液面不同深度的溶液受到不同的静压力，因而液面下局部沸深度的溶液受到不同的静压力，因而液面下局部沸腾温度高于液面上

13、的沸腾温度，使液层内有效传热腾温度高于液面上的沸腾温度，使液层内有效传热温差减小，这种由液层静压效应造成的温差损失，温差减小，这种由液层静压效应造成的温差损失，记作记作液层高度溶液的密度；力，液面上方分离室内的压液层内平均压力- - -hPa-p2gh/ppmTTm引起的温差损失静压效应查出饱和温度后，则由hppm引起温差损失的原因有三：引起温差损失的原因有三：食品工业常用真空蒸发，由静压效应引起的温差损失特别突出。食品工业常用真空蒸发，由静压效应引起的温差损失特别突出。低压时压力差低压时压力差 对应的沸点差对应的沸点差 比在常压时相同压力差比在常压时相同压力差 对应的沸点差对应的沸点差 大的

14、多。因此，真空蒸发时，静压效应引大的多。因此，真空蒸发时，静压效应引起的温差损失应给予足够的重视。起的温差损失应给予足够的重视。pp1T2T2. 2. 溶液的沸点升高溶液的沸点升高由于溶液中水分的化学势低于纯水的化学势，因而与之平衡由于溶液中水分的化学势低于纯水的化学势，因而与之平衡的蒸汽压也低于纯水的蒸汽压。而沸点是液体蒸汽压与外压的蒸汽压也低于纯水的蒸汽压。而沸点是液体蒸汽压与外压相等时对应的温度。所以，溶液的沸点就比纯水高，称为沸相等时对应的温度。所以，溶液的沸点就比纯水高，称为沸点升高。因溶液的沸点升高而造成的传热温差损失，记点升高。因溶液的沸点升高而造成的传热温差损失，记作作 ，可通

15、过手册查出。，可通过手册查出。 常压下溶液的沸点升高某压力下水的汽化热某压力下水的沸点减压下沸点升高，-吉辛柯公式avav216.2hhTT溶质的质量摩尔浓度沸点升高常量对于稀溶液，沸点升高-BbBbmKmK3. 3. 蒸汽流动的能量损失蒸汽流动的能量损失二次蒸汽由分离器到冷凝器的流动中，在管道内会产生阻二次蒸汽由分离器到冷凝器的流动中，在管道内会产生阻力损失，也可能会散失热量，这些能量消耗造成的温度损力损失，也可能会散失热量，这些能量消耗造成的温度损失，记作失，记作 一般取一般取1.5K0.5 由上述三个原因，全部传热温差损失为由上述三个原因，全部传热温差损失为 例例 (习题习题1,p.21

16、8 ) ws = 0.30 的番茄酱的番茄酱,求求 ：(1)常压；常压；(2)pvm = 95kPa解解 (1) 常压常压 ws = 0.30, 查表查表6-1 0 0. .6 6K Ka （2）vmapppp = 101-95 = 6kPa查饱和水蒸气表（查饱和水蒸气表（p.429）：）：T = 35.6 = 2411 kJ/kg 0.64K0.64K10102411241135.635.6273.2273.216.216.23 32 2hv vav216.2hT 例例 (习题习题2,p.219) =1030kg /m3, h = 4m求求：解解 (1)Pa1026.24/29.811030

17、600032 2/ /ghppm 查饱和水蒸气表查饱和水蒸气表, 64.1mT28.5K35.664.1TTm 30.1K1.028.50.6 单效蒸发的计算项目有：单效蒸发的计算项目有： （1）蒸发量；）蒸发量； （2）加热蒸气消耗量；）加热蒸气消耗量； （3）蒸发器的传热面积）蒸发器的传热面积 。通常生产任务中已知的项目有：通常生产任务中已知的项目有： （1）原料液流量、组成与温度；）原料液流量、组成与温度； （2）完成液组成；）完成液组成； （3）加热蒸气压强或温度；）加热蒸气压强或温度； （4）冷凝器的压强或温度。）冷凝器的压强或温度。 2.2 单效蒸发的计算单效蒸发的计算 6-66-

18、6单效蒸发的计算单效蒸发的计算1.1.蒸发量蒸发量F, TFV,T1,HP,T1,hP,wPwF,hFS,TS,HSS,TS,hSV完成液质量流量二次蒸汽质量流量原料液进料质量流量算式为蒸发器料液侧总物料衡-PV-FPVF分数完成液中固形物的质量数进料中固形物的质量分料液中固形物衡算式为-pFpFwwPwFw)wwF(VpF1二次蒸汽流量式完成液的流量焓加热蒸汽质量流量完成液的比焓蒸汽冷凝液的比焓二次蒸汽的比焓加热蒸汽的比焓原料液的比焓-ppsvsFpsvsFPhhhHHhPhShVHSHFhS2.2.加热蒸汽耗量加热蒸汽耗量进入系统的热流量进入系统的热流量 离开系统的热流量离开系统的热流量F

19、, TFV,T1,HP,T1,hP,wPwF,hFS,TS,HSS,TS,hSVFPFFTch TVcTFcShVHSHTFcwPFSVSFPF1)T(TFc)TcV(H)hS(HFPFwVSS11的热容单位时间流出的完成液水的比热容原料液的比热容-(-()Vc-ccc)TVc-cPhwFwF1wFFFF令令 为加热蒸汽的汽化热为加热蒸汽的汽化热SSShHr1 1T Tc cH Hr rw wV VV V为二次蒸汽的汽化热为二次蒸汽的汽化热)T(TFcVrSrFPFVS1SFPFVr)T(TFcVrS1加热蒸汽耗量若沸点进料，若沸点进料，TF=T1，则有则有SVrrVS 3.3.蒸汽经济性蒸汽

20、经济性（steam economy）SVe 沸点进料的单效蒸发操作，沸点进料的单效蒸发操作，e 14.4.换热面积换热面积)TK(TSr)TK(TASSS11求求传传热热面面积积。K K) ), ,数数为为1 11 16 60 0J J/ /( (m m4 4）若若传传热热系系（3 3）蒸蒸汽汽经经济济性性；（2 2）加加热热蒸蒸汽汽耗耗量量；发发量量和和成成品品量量；5 5% %，求求（1 1）水水分分蒸蒸0 0. .5 50 0。假假设设热热损损失失固固形形物物C C, ,度度6 60 0P Pa a( (表表压压）。出出料料温温加加热热蒸蒸汽汽压压力力1 10 00 0k kK K) )

21、。( (k kg g比比热热容容3 3. .9 90 0k kJ J/ /C C, ,温温度度8 80 05 5, ,固固形形物物质质量量分分数数0 0. .1 1g g/ /h h, ,，进进料料流流量量1 15 50 00 0k k单单效效真真空空蒸蒸发发浓浓缩缩牛牛奶奶: :例例题题2 21050kg/h)5015(11500)(1PFwwFV解：（1）解：（1）450kg/h1050)1500VFP2355kJ/kg;C,60(2)1VrT查查表表：2205kJ/kgC,120200kPa,SsrTpSFpFVr)T(TFcVrS10.95220580)(603.90150023551

22、0501068kg/hS0.9810681050SVe)(3)TK(TSrTKASS1)(460)(1201160/36001022051068329.3m 多效蒸发时要求后效的操作压强和溶液的沸点均较前效低，多效蒸发时要求后效的操作压强和溶液的沸点均较前效低，引入前效的二次蒸汽作为后效的加热介质，即后效的加热室成引入前效的二次蒸汽作为后效的加热介质，即后效的加热室成为前效二次蒸汽的冷凝器，仅第一效需要消耗生蒸汽。为前效二次蒸汽的冷凝器，仅第一效需要消耗生蒸汽。 一般多效蒸发装置的末效或后几效总是在真空下操作，由一般多效蒸发装置的末效或后几效总是在真空下操作，由于各效（末效除外）的二次蒸汽都作

23、为下一效的加热蒸汽，故于各效（末效除外）的二次蒸汽都作为下一效的加热蒸汽，故提高了生蒸汽的利用率，即经济性。提高了生蒸汽的利用率，即经济性。 第三节第三节 多效蒸发多效蒸发一、多效蒸发原理一、多效蒸发原理表表 单位蒸气消耗量单位蒸气消耗量 强调强调：蒸发量与传热量成正比，多效蒸发并没有提高蒸发量，：蒸发量与传热量成正比，多效蒸发并没有提高蒸发量，而只是节约了加热蒸汽，其代价则是设备投资增加。在相同的而只是节约了加热蒸汽，其代价则是设备投资增加。在相同的操作条件下，多效蒸发器的生产能力并不比传热面积与其中一操作条件下，多效蒸发器的生产能力并不比传热面积与其中一个效相等的单效蒸发器的生产能力大。个

24、效相等的单效蒸发器的生产能力大。错误观点错误观点：多效蒸发器的生产能力是单效蒸发器的若干倍。：多效蒸发器的生产能力是单效蒸发器的若干倍。 蒸气和料液的流动方向一致，均从第一效到末效。蒸气和料液的流动方向一致，均从第一效到末效。缺点：沿料液流动方向浓度逐渐增高，致使传热系数下降，在缺点：沿料液流动方向浓度逐渐增高，致使传热系数下降，在 后二效中尤为严重。后二效中尤为严重。优点：优点： 在操作过程中，蒸发室的压强依效序递减，料液在效在操作过程中，蒸发室的压强依效序递减，料液在效间流动不需用泵；间流动不需用泵；料液的沸点依效序递降，使前效料进入后效时放出显料液的沸点依效序递降，使前效料进入后效时放出

25、显热，供一部分水汽化；热，供一部分水汽化；料液的浓度依效序递增，高浓度料液在低温下蒸发，料液的浓度依效序递增，高浓度料液在低温下蒸发，对热敏性物料有利。对热敏性物料有利。二、多效蒸发流程二、多效蒸发流程1 顺流法顺流法原料液原料液加热蒸汽加热蒸汽至冷凝器至冷凝器 完成液完成液123冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水 并流加料法的三效蒸发装置流程示意图并流加料法的三效蒸发装置流程示意图并流加料法的三效蒸发并流加料法的三效蒸发 料液与蒸气流动方向相反。原料由末效进入，用泵依次输料液与蒸气流动方向相反。原料由末效进入，用泵依次输送至前效，完成液由第一效底部取出。加热蒸气的流向仍是由送至前效，完成液

26、由第一效底部取出。加热蒸气的流向仍是由第一效顺序至末效。第一效顺序至末效。优点：浓度较高的料液在较高温度下蒸发，粘度不高，传热系优点：浓度较高的料液在较高温度下蒸发，粘度不高，传热系 数较大。数较大。缺点：缺点：（1 1）各效间需用泵输送；各效间需用泵输送； （2 2）无自蒸发；无自蒸发； （3 3）高温加热面上易引起结焦和营养物的破坏。高温加热面上易引起结焦和营养物的破坏。2 2 逆流法逆流法原料液原料液加热蒸汽加热蒸汽至冷凝器至冷凝器 完成液完成液123冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水逆流加料逆流加料法的三效蒸发装置流程示意图法的三效蒸发装置流程示意图 效数多时，也可采用顺流和逆流并用

27、的操作，称为混流法，效数多时，也可采用顺流和逆流并用的操作，称为混流法，这种流程可协调两种流程的优缺点，适于粘度极高料液的浓这种流程可协调两种流程的优缺点，适于粘度极高料液的浓缩。缩。 3 平流法平流法 原料液分别加入各效中，完成液也分别自各效底部取出，蒸原料液分别加入各效中，完成液也分别自各效底部取出，蒸气流向仍是由第一效流至末效。此种流程适用于处理蒸发过气流向仍是由第一效流至末效。此种流程适用于处理蒸发过程中伴有结晶析出的溶液。程中伴有结晶析出的溶液。4 混流法混流法原料液原料液加热蒸汽加热蒸汽至冷凝器至冷凝器 完成液完成液123冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水冷凝水 完成液完成液 完成液完

28、成液平流加料法的三效蒸发装置流程示意图平流加料法的三效蒸发装置流程示意图间壁式蒸发器间壁式蒸发器;* 直接接触式蒸发器直接接触式蒸发器;其它蒸发器其它蒸发器溶液在蒸发器中作循环流动。溶液在蒸发器中作循环流动。 强强制制循循环环式式自自然然循循环环式式：第第四四节节 蒸发设备蒸发设备单程式（膜式）单程式（膜式）循环式循环式1 1循环型蒸发器循环型蒸发器1）中央循环管式蒸发器（自然循环型）中央循环管式蒸发器（自然循环型）其截面积一其截面积一般为其它加般为其它加热管总截面热管总截面积的积的40100% 料料液液生蒸汽生蒸汽 应用广泛，适用于处理量大、结垢不应用广泛，适用于处理量大、结垢不严重的物系。

29、严重的物系。优点：优点：结构紧凑、制造方便、传热较结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等，应用十分广泛。好及操作可靠等，应用十分广泛。缺点：缺点：（ 1 ） 循 环 速 度 较 低 ， 管 内 流 速） 循 环 速 度 较 低 ， 管 内 流 速0.5m/s；（2）溶液在加热室中不断循环，使其）溶液在加热室中不断循环，使其浓度始终接近完成液的浓度，因而溶浓度始终接近完成液的浓度，因而溶液粘度大、沸点高，有效温度差小。液粘度大、沸点高，有效温度差小。（3）设备的清洗和维修也不够方便。）设备的清洗和维修也不够方便。2）悬框式蒸发器（自然循环型）悬框式蒸发器（自然循环型） 溶液沿加热管中央上升，而

30、溶液沿加热管中央上升，而后循着悬筐式加热室外壁与蒸后循着悬筐式加热室外壁与蒸发器内壁间的环隙向下流动而发器内壁间的环隙向下流动而构成循环。溶液循环速度比标构成循环。溶液循环速度比标准式蒸发器大，可达准式蒸发器大，可达1.5m/s。其截面积一其截面积一般为其它加般为其它加热管总截面热管总截面积的积的100150% 加热室加热室优点：优点：这种蒸发器的加热室可由顶这种蒸发器的加热室可由顶部取出进行清洗、检修或更换，而部取出进行清洗、检修或更换，而且热损失也较小。且热损失也较小。缺点：缺点：结构复杂，单位传热面积的结构复杂，单位传热面积的金属消耗较多。金属消耗较多。3）列文式蒸发器（外循环式）列文式

31、蒸发器（外循环式） 加热室中的溶液不沸腾，在沸腾加热室中的溶液不沸腾，在沸腾室内才开始沸腾，因而溶液的沸腾室内才开始沸腾，因而溶液的沸腾汽化由加热室移到了没有传热面的汽化由加热室移到了没有传热面的沸腾室，从而避免了加热管内结晶沸腾室，从而避免了加热管内结晶或污垢的形成。或污垢的形成。溶液循环速度可达溶液循环速度可达2.5至至3 m/s以以上，故总传热系数亦较大。上，故总传热系数亦较大。 缺点：缺点：1) 液柱静压头效应引起的温度差损失液柱静压头效应引起的温度差损失较大，要求加热蒸汽有较高的压力。较大，要求加热蒸汽有较高的压力。 2) 设备庞大，消耗的材料多，需要高设备庞大，消耗的材料多，需要高

32、大的厂房。大的厂房。加热室加热室沸腾室沸腾室蒸发室蒸发室循环管循环管除沫器除沫器其截面积约为加其截面积约为加热管的总截面积热管的总截面积的的23倍。倍。挡板挡板4）外热式蒸发器）外热式蒸发器 加热室单独放置，加热室单独放置，好处之一：好处之一：可以降低可以降低整个蒸发器的高度，整个蒸发器的高度，便于清洗和更换；便于清洗和更换；好处之二：好处之二：可将加热可将加热管做得长些，循环管管做得长些，循环管不受热，从而加速液不受热，从而加速液体循环。循环速度可体循环。循环速度可达达1.5m/s。蒸发室蒸发室循环循环管管加加热热室室 对循环型蒸发器，除了上述自然循环外，还可以对循环型蒸发器，除了上述自然循

33、环外，还可以采用强制循环，循环速度的大小可通过泵的流量调节采用强制循环，循环速度的大小可通过泵的流量调节来控制，一般在来控制，一般在2.5m/s以上。以上。 5）强制循环型）强制循环型升膜式蒸发器升膜式蒸发器-价廉价廉降膜式蒸发器降膜式蒸发器-价廉价廉刮板式蒸发器刮板式蒸发器升升-降膜式蒸发器降膜式蒸发器 溶液在蒸发器中只通过加热溶液在蒸发器中只通过加热室一次，不作循环流动。溶液室一次，不作循环流动。溶液通过加热室时，在管壁上呈膜通过加热室时，在管壁上呈膜状流动，故习惯上又称为液膜状流动，故习惯上又称为液膜式蒸发器。式蒸发器。 用于热敏性、高粘性、易结用于热敏性、高粘性、易结垢产品的浓缩、蒸馏

34、或提纯。垢产品的浓缩、蒸馏或提纯。p 溶液不循环带来好处有：溶液不循环带来好处有：（1）溶液在蒸发器中的停留时间）溶液在蒸发器中的停留时间很短，因而特别适用于热敏性物料很短，因而特别适用于热敏性物料的蒸发；的蒸发；（2）整个溶液的浓度，不象循环）整个溶液的浓度，不象循环型那样总是接近于完成液的浓度，型那样总是接近于完成液的浓度，因而这种蒸发器的有效温差较大。因而这种蒸发器的有效温差较大。 单单程程式式（膜膜式式）：循循环环式式间壁间壁式蒸式蒸发器发器2、单程型蒸发器、单程型蒸发器 料液在加热管内受热汽料液在加热管内受热汽化，生成的蒸汽在加热管内化，生成的蒸汽在加热管内高速上升（常压下汽速为高速

35、上升（常压下汽速为2050m/s，减压下汽速可达，减压下汽速可达100至至160m/s或更大些）。或更大些）。溶液被上升的蒸汽所带动，溶液被上升的蒸汽所带动，沿管壁成膜状上升并继续蒸沿管壁成膜状上升并继续蒸发，汽、液混合物在分离器发，汽、液混合物在分离器内分离。内分离。1）升膜式蒸发器）升膜式蒸发器加热管直径约加热管直径约为为2550mm，管长和管径之管长和管径之比约为比约为100150分离器分离器优点：优点：v 溶液在蒸发器中不循环，停留时间很短，因溶液在蒸发器中不循环，停留时间很短，因而特别适用于热敏性物料的蒸发；而特别适用于热敏性物料的蒸发；v 整个溶液的浓度，不象循环型那样总是接近整个

36、溶液的浓度，不象循环型那样总是接近于完成液的浓度，因而这种蒸发器的有效温差于完成液的浓度，因而这种蒸发器的有效温差较大。较大。v 由于溶液呈膜状流动，因而对流传热系数较由于溶液呈膜状流动，因而对流传热系数较大。大。缺点：缺点： 对进料负荷的波动相当敏感，当设计或操对进料负荷的波动相当敏感，当设计或操作不适当时不易成膜，此时，对流传热系数将作不适当时不易成膜，此时，对流传热系数将明显下降。明显下降。适用场合：适用场合： 适用于黏度较小的（适用于黏度较小的（小于小于0.05Pas）、蒸发量较大、易受热分解的热、蒸发量较大、易受热分解的热敏性溶液者；敏性溶液者；不适用于粘度很大，易结晶或易结垢的物料的蒸发。不适用于粘度很大，易结晶或易结垢的物料的蒸发。2）降膜式蒸发器）降膜式蒸发器p 料