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四．蒸发操作的特点
3．溶液的工艺特性
蒸发过程中溶液的某些性质随着溶液的组 成而改变。有些物料在浓缩过程中可能析出结 晶、发泡、严重结垢、变性分解、黏度增高、 腐蚀性增大等。在选择蒸发工艺和设备时需要 认真考虑，尤其是蒸发器的防垢除垢技术，是 世界性的热门研究课题。
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蒸发操作的目的
（1）制取增浓的液体产品 如电解烧碱液的浓 缩，牛乳制奶粉生产中牛乳的浓缩、蔗糖水溶 液及各种果汁的浓缩等。
（2）纯净溶剂的制取 如海水淡化等。
（3）同时制备浓溶液和回收溶剂 如中药生产 中酒精浸出液的蒸发。
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二．蒸发的概念
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图7-1 液体蒸发的简化流程
②在高浓度范围内，只要已知 两个不同压强下溶液的沸点， 则其他压强下的沸点可按水的 沸点作内插或外推。
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图7-16 NaOH 水溶液的杜林线图
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杜林规则：在相当宽的压强范围内，溶液的沸点与同压强下 溶剂的沸点成线性关系。
溶 液 的 沸 点
℃Байду номын сангаас
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水的沸点：oC
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例： 压强，MPa 0.1 0.08 0.06 0.05 0.04
完成液 的流量
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在初始浓度不太高的情况下，随水分蒸发量的增加，溶液浓度变化不
大，只是到后期才明显变化。因为蒸发器溶液浓度等于完成液浓度，如果 在一个蒸发器内蒸发，则溶液浓度和粘度较大，对蒸发不利。可在一个蒸 发器中将大部分水分蒸发，然后在另一个蒸发器中蒸发得到所需的浓度。
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7.3.2热量衡算
（1）浓缩热显著的溶液
Dro Fi0 (F W )i WI Q损
或 Dro F(i i0) W I i Q损
若Q损l 0, 沸点进料i0 i
Ii r
Dr0 Wr r0 r 此时 D W
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图7-15 氢氧化钠的焓浓图
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溶液的沸点高于纯溶剂的沸点。
主要原因： （1）蒸发室空间压强下，溶液的沸 点高于同压强下溶剂的沸点； （2）蒸发室液面下实际发生汽化之 处的压强大于蒸发室空间的压强。
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2、蒸发设备
为什么冷凝器架设安置得很高？
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7.2 蒸发设备 7.2.1 循环型蒸发器
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三．蒸发过程分类
操作压力
加压蒸发 常压蒸发 真空（减压）蒸发
间歇蒸发 蒸发器进、出料状况
连续蒸发
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三．蒸发过程分类
二次蒸汽是否 用作另一蒸发 器的加热蒸汽
单效蒸发 多效蒸发
并流 逆流 平流
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四．蒸发操作的特点
1．溶液的沸点升高 由于不挥发溶质的存在使溶液的沸点高于
（2）不计浓缩热的热量衡算 对溶液浓度变化不大、浓缩热不大的溶液
Dro Fc0 (t t0 ) Wr Q损
蒸发器的热负荷为
Q Dro
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7.3.3蒸发速率与传热温度差
蒸发速率： 通常用单位时间的蒸发量W表示。
蒸发过程的速率是由传热速率决定的。
Q Dro KA(T t)
第7章 蒸发
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 蒸发设备 单效蒸发 多效蒸发
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7.1 概述 一．蒸发的目的
蒸发 将含有不挥发溶质的溶液加热至沸腾，使
部分挥发性溶剂汽化并移除，从而获得浓缩溶 液或回收溶剂的操作称为蒸发。
蒸发操作的基本要点
蒸发操作的基本要点是向蒸发器连续提供 足够的热量并及时移除汽化的溶剂。
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一．升膜式蒸发器
升膜式蒸发器图7-5 1―蒸发器；2―分离室；
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二．降膜式蒸发器
降膜式蒸发器图7-6 1― 蒸 发 器 ； 2― 分 离 室 ； 3―布膜器
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四．旋转刮板式蒸发器
旋转刮板式蒸发器
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五．单程型蒸发器性能的比较
溶液的沸点： 溶液的沸点不仅取决于蒸发器的操作压强，而且还与溶
质存在使溶液的沸点升高和蒸发器内液体的静压强有关。
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一．溶质造成的沸点升高
溶液中不挥发溶质引起饱和蒸汽压下降，使溶液沸点升高 。
查手册 获取
估算——杜林规则
①在浓度不太高的范围内，可 认为溶液的沸点升高与压强无 关，而取1大气压下的数值。
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一、垂直短管型蒸发器
中央循环管蒸发器图7-2 1―加热室；2―中央循 环管；3―蒸发室；4― 外壳
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二、垂直长管型蒸发器
强制循环性蒸发器图7-4 1―加热管；2―循环泵；
3―循环管；4―蒸发室； 5―除沫器
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7.2.2 单程型蒸发器
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7.2.3 蒸发辅助设备
（1）除沫器
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（2）疏水器
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1－冷凝水入口；2－冷凝水出口；3－排出管； 4－变压室；5－滤网；6－阀片
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7.3 单效蒸发
7.3.1物料衡算
Fwo (F W )w
水分蒸发量
W F (1 w0 ) w
完成液的组成 w Fw0 F W
某溶液沸点，oC 120 某溶剂沸点，oC 100
96
t2
80 60
60
t1
50
40
按杜林规则分别确定0.04MPa、0.06MPa下，溶液的沸点。
96 60 96 t1 80 50 80 40
纯溶剂的沸点。 对于垂直管式蒸发器，管内液柱的静压力
及蒸汽在管道内的流动阻力也会引起溶液的沸 点升高。
沸点升高使传热推动力降低。
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四．蒸发操作的特点
2．热能的综合利用 蒸发时需要消耗大量加热蒸汽，而溶剂汽
化又产生相应量的二次蒸汽，因而强化与改善 蒸发器的传热效果，充分利用二次蒸汽的潜热， 应给予足够的重视。
单程型蒸发器的特点是溶液沿加热管壁呈膜状流动而进行 传热和蒸发，一次通过加热室即达到所要求的组成。其突出优 点是传热效率高，蒸发速度快，溶液在蒸发器内停留时间短， 特别适用于热敏性物料的蒸发，因而在食品、生物制品、制药 等工业部门得到广泛应用。
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7.2.2 蒸发器的传热系数
措施： ①定期清洗，去除垢层，加快流速，减少结垢。 ②扩大管内两相流动的“环状流”区域。