工业蒸发操作的主要目的是:
(1)稀溶液的增浓直接制取液体产品,或者将浓缩的溶液再经进一步处理(如冷却结晶)制取固体产品,例如稀烧碱溶液(电解液)的浓缩、蔗糖水溶液的浓缩以及各种果汁、牛奶的浓缩等等;
(2)纯净溶剂的制取,此时蒸出的溶剂是产品,例如海水蒸发脱盐制取淡水。
(3)同时制备浓溶液和回收溶剂,例如中药生产中酒精浸出液的蒸发
工业上被蒸发的溶液多为水溶液,故本章的讨论**于水溶液的蒸发。原则上,水溶液蒸发的基本原理和设备对其它液体的蒸发也是适用的。
压力设计
多效蒸发系统,常见的有二效蒸发,三效蒸发等,各效蒸发器存在一定的压力降,在设计计算的时候,是已知加热蒸汽的压力,以及末效蒸发器内的压力,然后假设各效蒸发器压强降相等,计算出各效蒸发器内压力情况,但实际生产过程中,各效蒸发器内的压力并非与设计压力相等,大家说说你所接触到的蒸发系统压力分布是怎样的?
其实设计的压力和实际上肯定是有一定的误差的,一般考虑沸点升高各种损失,一般面积定了,末效真空,加热蒸汽就定了,应该以实际的压力为准的,大体上蒸发量差不多,设计的考虑一定的余量的。
他们计算的时候是一般你加热的生蒸汽压力,你末效的抽真空一般的是0.02,然后就分配呗,一般的分完压力计算面积用,你面积一定的了,末效真空一定了,压力只是跟你的生蒸汽压力有关系,你生蒸汽压力定了,所有的压力就定了,各效这个没有固定不变的压力,希望能够清楚,问这个有啥用啊?
以介质在一定浓度的饱和蒸汽压相对应的温度为基准。
根据进料量不同,先算各级蒸发器物料平衡,再由物料平衡导出热平衡。
理论计算后,存在沸点生高现象,然后重新分配压力差进行矫正,这样的话基本理论和实际就吻合了。
常压蒸发、加压蒸发和减压蒸发
按蒸发操作压力的不同,可将蒸发过程分为常压、加压和减压(真空)蒸发。对于大多数无特殊要求的溶液,采用常压、加压或减压操作均可。但对于热敏性料液,例如抗生素溶液、果汁等的蒸发,为了保证产品质量,需要在减压条件下进行。减压蒸发的优点是:
①溶液沸点降低,在加热蒸汽温度一定的条件下,蒸发器传热的平均温度差增大,于是传热面积减小;
②由于溶液沸点降低,可以利用低压蒸汽或废热蒸汽作为加热蒸汽;
③溶液沸点低,可防止热敏性物料的变性或分解;
④由于温度低,系统的热损失小。但另一方面,由于沸点降低,溶液的粘度大,使蒸发的传热系数减小,同时,减压蒸发时,造成真空需要增加设备和动力。