蒸发过程及危险性分析正式样本
第7章 蒸发

Evaporation
授课人:王力霞 单 位:化学化工与食品安全学院
目录
7.1 概述 7.2 蒸发设备 7.3 单效蒸发 7.4 多效蒸发
《化工原理》/第7章
第一节 概 述
一、蒸发的定义 二、蒸发的目的 三、蒸发的基本流程 四、蒸发过程的分类 五、蒸发的特点
《化工原理》/第7章
一、蒸发的定义
热量[kJ/s]
加热室
完成液
WI —二次蒸汽带出体系的热
量[kJ/s]
L,c, i, w,t
Q损 —过程热损失量[kJ/s]
《化工原理》/第7章
二、热量衡算
Dr0 Fi0 (F W )i WI Q损
Dr0 F (i i0 ) W (I i) Q损
浓度变化不大 浓缩程度较小
Dr0 Fc0 (t t0 ) Wr Q损
《化工原理》/第7章
四、传热温度差损失
2. 蒸发器内液柱的静压头引起的,
计算如下:
pm
p
1 gL
5
t s( pm ) t s( p) (查表获得)
3.由二次蒸汽的阻力损失引起的,
此项影响很小,通常忽略不计或取1℃。
传热温度差损失可表示为:
《化工原理》/第7章
例7-1(p253)
水分蒸发量: W F1 w0 w
完成液量:
L F w0 w
《化工原理》/第7章
一、物料衡算
总物料衡算:
溶质衡算:
F LW
Lw Fw0
水分蒸发量:
完成液量:
W F1 w0 w
L F w0 w
式中:F——溶液的加料量[kg/s];
W——水分的蒸发量(二次蒸汽量)[kg/s];
昊华宇航化工有限责任公司烧碱分厂离子膜烧碱蒸发工段危险有害因素分析和安全评价

昊华宇航化工有限责任公司烧碱分厂离子膜烧碱蒸发工段危险有害因素分析和安全评价摘要:本文着重介绍了离子膜法制烧碱的生产工艺过程中的离子膜法碱液蒸发工段的特点,并对该工段进行危险有害因素进行分析,找出其存在的危险有害因素,利用定性安全评价方法进行安全评价,最终提出对危险有害因素的安全防范措施,提高该岗位的安全性。
关键词: 离子膜烧碱;蒸发工段;危险有害因素分析;安全评价1 前言 烧碱(又称为氢氧化钠)在国民经济中有着重要的作用。
广泛应用于造纸、纤维素的生产、洗涤剂、合成脂用酸的生产以及动植物油的提炼。
纺织印染工业用作棉布退浆、煮炼剂和丝光剂。
化学工业用于生产硼砂、氰化钠、甲酸、草酸、苯酚等。
石油工业用于精炼石油制品,并用于油田钻井泥浆中。
同时,还用于生产氧化铝、金属锌和铜以及玻璃、搪瓷、制革、医药、染料和农药等方面。
近年来,随着中国国民经济的发展,烧碱在各行各业中的应用也越来越重要。
目前,氯碱生产有隔膜法、水银法和离子膜法。
无论在技术先进、工艺优越性以及产品质量、节约能源等方面均为离子膜法占优。
本次实习工厂昊华宇航化工有限责任公司烧碱分厂就是采用离子膜法。
然而,无论用何种方法生产,在烧碱生产过程中都存在着多种危险危害因素,一旦发生事故可能造成极为严重的后果,不仅影响到生产的正常进行,同时人们的生命和财产也将遭到损失。
而本文主要针对离子膜烧碱蒸发工段可能遇到的危险有害因素进行了辨识与评价,同时提出了相应的安全对策措施,以消除或降低这些危险有害因素,为安全生产提供保障。
2 离子膜烧碱蒸发工段工艺装置及周边简介烧碱蒸发应用三效蒸发器。
自电解工段来的液体烧碱(浓度为32%),进入三效蒸发器,经三效蒸发器一次浓缩后的碱液(浓度约为37%)进入二效蒸发器,进行二次浓缩,经二效蒸发器浓缩后的碱液浓度为43%。
经分离器、碱泵和预热器,进入一效蒸发器浓缩后,碱液浓度为50%的成品碱。
另有一烧碱中间槽,泵,各种管道等32%烧碱二次蒸汽50%烧碱二次蒸汽图1蒸发工段工艺流程示意图缓冲罐 一效蒸发器 换热器二效蒸发器换热器三效蒸发器换热器1—Ⅰ效蒸发器; 2—Ⅰ效气液分离器; 3—Ⅱ效冷凝水槽; 4—Ⅱ效蒸发器; 5—Ⅱ效气液分离器; 6—冷凝器; 7—水环真空泵;8—Ⅰ效冷凝水槽; 9—预热器2; 10—成品泵; 11—冷凝水泵; 12—预热器1; 13—过料泵; 14—成品冷却器图2 降膜蒸发装置工艺流程1—Ⅰ效蒸发器; 2—Ⅰ效气液分离器; 3—Ⅱ效蒸发器; 4—冷凝水槽; 5—Ⅱ效气液分离器; 6—冷凝器; 7—冷凝水槽; 8—水环真空泵; 9—减温计量泵; 10—预热器2; 11—预热器1; 12—成品冷却器; 13—成品泵; 14—过料泵; 15—冷凝水槽; 16—冷凝水泵图2升膜浓缩装置生产流程3危险、有害因素分析3.1 主要的危险有害物质有烧碱液,热蒸汽等烧碱危险特性表标识中文名:氢氧化钠;烧碱分子式:NaOH 分子量:40.01英文名:sodiun hydroxide UN编号:1823 危险性类别:第8.2类碱性腐蚀品危规号:82001 IMDG规则页码:CAS号:1310-73-2理化性质外观与性状白色不透明固体,易潮解。
蒸发

5.1 概述蒸发是分离液相均一系(溶液)的单元操作之一。
这种操作是将溶液加热,使其中部分(或全部)溶剂气化并不断除去,以提高溶液中的溶质浓度。
被蒸发的溶液由挥发性的溶剂和不挥发的溶质所组成,因此蒸发也是挥发性溶剂和不挥发溶质的分离过程。
用来实现蒸发操作的设备称为蒸发器。
5.1.1 蒸发的分类蒸发按操作温度可分为自然蒸发和沸腾蒸发。
自然蒸发是溶液中的溶剂在低于沸点时汽化,溶剂的汽化仅发生在溶液的表面,自然蒸发速率缓慢。
沸腾蒸发是使溶液中的溶剂在沸点时汽化,在汽化过程中,溶液呈沸腾状态,溶剂的汽化不仅发生在溶液表面,而且发生在溶液内部,因此,沸腾蒸发的速率远大于自然蒸发的速率。
工业上的蒸发操作大多采用沸腾蒸发。
蒸发按操作压强可分为加压蒸发、常压蒸发和减压(真空)蒸发。
为了保持产品生产过程的系统压强(例如丙烷脱沥青),则蒸发需在加压状态下操作。
对于热敏性物料(例如抗生素溶液、果汁、食用油脂),为了保证其产品质量,必须在较低温度下蒸发浓缩,则需采用真空操作以降低溶液的沸点。
但由于沸点降低,溶液的黏度也相应增大,而且造成真空需要增加设备和动力。
因此,一般无特殊要求的溶液,则采用常压蒸发。
此外,按操作方式,可将蒸发分为间歇蒸发和连续蒸发;按蒸发操作产生的二次蒸汽是否再作为蒸发器的热源利用,可将蒸发分为单效蒸发和多效蒸发等。
5.1.2 蒸发过程的特点蒸发操作总是从溶液中分离出部分(或全部)溶剂。
常见的蒸发过程实际上是通过传热壁面的传热,使一侧的蒸汽冷凝而另一侧的溶液沸腾,溶剂的汽化速率由传热速率控制,所以蒸发属于传热过程。
但蒸发又有别于一般的传热过程,具有下述特点:(1)传热性质:传热壁面一侧为加热蒸汽冷凝,另一侧为溶液沸腾,所以属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程。
(2)溶液性质:在蒸发过程中溶液的黏度逐渐增大,腐蚀性逐渐加强。
有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢、易产生泡沫,在高温下易分解或聚合。
(3)溶液沸点的改变:含有不挥发溶质的溶液,其蒸气压较同温度下溶剂的蒸气压低。
第11讲 蒸发及设备分析

损失,J s 1 ; ∵ H CwT1 , H 'CwT1 '
∴ qm,D qm,W ' qm,F CF (t1 t0 ) QL
qm, D
qm,W
'
qm,F
CF (t1
t0 ) QL
……… (IIa) , ' ——为加热蒸汽与二次蒸汽汽化潜热,
这里推出蒸发器的能量衡算方程,式(Ⅱ)。可以用式(Ⅱa) 计算加热蒸汽的质量流量。
单位蒸汽消耗量为: qm,D 1420 1.1。 由计算知,原料液温度愈高,蒸发1kg 水所消耗蒸汽量愈少 qm,W 1333
在这个例题中,学会了计算水份蒸发量和加热蒸汽消耗量。同时发现,原料液 温度越高,单位蒸汽消耗量越小。
蒸发器的传热面积可依传热基本方程式求得,即
A Q Ktm
……………… (III)
蒸发器的热量衡算。对图的虚线范围作热量衡算得:
qm,D H qm,F CF t0 qm,W H ' qm,W CF qm,W CW t1 qm,D CwT1
qm,D H CwT1 qm,W H ' Cwt1 qm,F CF t1 t0 QL … (II)
时的加热蒸汽消耗量及单位蒸汽消耗量。
解:(1)蒸发量 由(I)式知
q m,W
qm,F 1
0 1
20001
0.1 0.3
1333kg
h
1
(2)加热蒸汽消耗量 由(IIa)式知
qm,D
qm,W
'
qm,F
CF (t1 1
t0 ) QL
由附录查得压力为 39.3和196kPa 时的饱和蒸汽的汽化潜热为 2320 和 2204 kJ kg 1 ,原料液温度为
蒸发过程安全运行操作

蒸发过程安全运行操作蒸发过程是工业生产中常用的一种分离和浓缩技术,用于从溶液中去除水分和提取溶液中的有机物。
蒸发过程的安全运行对于保证生产的顺利进行和保证工人的安全非常重要。
本文将介绍蒸发过程安全运行的一些操作和要点。
1. 安全前提在进行蒸发过程前,必须确保以下安全前提条件得到满足:•确定蒸发设备的状态良好,无泄漏和损坏。
•确定蒸发设备及附属设备的液位、压力、温度等参数正常。
•确保蒸发设备及附属设备的所有阀门、泵等设备运行正常。
•确保蒸发设备周围有足够的通风设备和消防设备。
2. 操作步骤2.1 准备工作在进行蒸发过程前,必须进行一些准备工作:1.检查蒸发器及附属设备的液位、压力、温度等参数,并进行记录。
2.检查蒸发设备的阀门、泵等设备的运行状态,并进行检修和维护。
3.确保蒸发设备周围的通风设备和消防设备正常运行。
4.确定蒸发设备的出料和排泄口是否畅通,并做好相应的防护和标识。
2.2 启动设备在启动蒸发设备前,必须按照以下步骤进行:1.打开供料阀门,将溶液缓慢地送入蒸发器。
2.启动蒸发器的加热系统,逐渐升高蒸发器的温度。
3.监控蒸发器的液位、压力和温度,并根据需要进行调整。
4.监控蒸发设备周围的通风和消防设备。
2.3 运行过程中的注意事项在蒸发过程中,需要注意以下事项:1.监控蒸发设备的液位、压力、温度等参数,确保运行在正常范围内。
2.定期对蒸发设备进行巡检,及时发现和处理设备的异常情况。
3.定期清洗蒸发设备,防止结垢和堵塞。
4.注意蒸发设备周围的通风情况,确保室内气体不积聚而导致中毒风险。
5.注意蒸发设备的温度控制,避免过高温度引发危险。
6.定期对蒸发设备进行维护和小修,保证设备的运行稳定性。
2.4 关闭设备在关闭蒸发设备前,必须按照以下步骤进行:1.逐渐关闭蒸发器加热系统,降低蒸发器的温度。
2.关闭供料阀门,停止溶液的进料。
3.关闭蒸发器的出料和排泄口,确保设备的封闭性。
4.关闭蒸发设备的电源和其他动力设备。
5-蒸发(2015版)

2018/ห้องสมุดไป่ตู้/7
2、降膜式蒸发器
与降膜式基本相同, 区别在于原料由加热室 顶部送入,在重力作用 下沿管壁成膜状下降并 进行蒸发,在这种蒸发 器中,每根加热管顶部 必须有降膜分布器,以 保证每根管内壁都能为 料液所润湿。
化工单元操作—蒸发
2018/3/7
3. 升-降膜式蒸发器
预热后的原料液先经 升膜加热管上升,然后 由降膜加热管下降,再 在分离室中和二次蒸汽 分离后即得完成液。 多用于蒸发过程中 溶液黏度变化大,水分 蒸发量不大和厂房高度 受到限制的场合。 *动画* 悬筐式、外热、膜式蒸发器
2018/3/7
(二)强制循环发生器
上述几种蒸发器均为自 然循环型蒸发器,循环速度 一般较低,尤其在蒸发粘稠 溶液(易结垢及有大量结晶 析出)时就更低。为提高循 环速度,可用循环泵进行强 制循环。这种蒸发器的循环 速度可达1.5~5m/s。 其优点是:传热系数大, 利于处理粘度较大、易结垢、 易结晶的物料。但该蒸发器 的动力消耗较大,每平方米 传热面积消耗的功率约为 0.4~0.8kW。
(3)平流加料 其特点是蒸汽 的走向与并流相同, 但原料液和完成液 则分别从各效加入 和排出。 这种流程适用 于处理易结晶物料, 例如食盐水溶液等 的蒸发。 (4) 错流加料流程
此法的特点是在各效间兼有并流和逆流加料法。例如在三效蒸发设 备中,溶液流向可为3-1-2或2-3-1。此法的目的是利用并流和逆流加 料法的优点,克服或减轻二者的缺点,但其操作比较复杂。 化工单元操作—蒸发
项目五 蒸发
任务一 了解蒸发过程及其应用
一、蒸发在化工生产中的应用 • 1、蒸发操作就是通过加热的方法将稀溶液中的一部分溶
剂汽化并除去,从而使溶液浓度提高或析出固体产品的一 种单元操作。 2、作热源用的蒸汽称为加热蒸汽或生蒸汽;把由溶剂汽 化成的蒸汽称为二次蒸汽。 3、应用 (1)浓缩稀溶液制取产品。 (2)为了获取纯净的溶剂。 (3)同时浓缩溶液和回收溶剂。
第六章 蒸发 (讲课PPT)
一般取
Δ 0.5 ~ 1.5K
由上述三个原因,全部传热温差损失为
Δ Δ Δ Δ
例 (习题1,p.218 ) ws = 0.30 的番茄酱,求Δ’ : (1)常压;(2)pvm = 95kPa
解 (1) 常压 ws = 0.30, 查表6-1
Δ " a 0.6K
V e S
沸点进料的单效蒸发操作,e ≈ 1 4.换ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ面积
SrS Φ A K(TS T1 ) K(TS T1 )
例题: 单效真空蒸发浓缩牛奶 ,进料流量1 5 0 0 g k/h, 固形物质量分数0 . 1 5, 温度8 0 C , 比热容3 . 9 0 k J( /k g K ) 。 加热蒸汽压力1 0 0 k P a ( 表压)。出料温 度6 0 C , 固形物 0 . 5 0 。假设热损失 5 % ,求(1 )水分蒸 发量和成品量; (2 )加热蒸汽耗量; (3 )蒸汽经济性;( 4 )若传热系 数为1 1 6 0 J / (2 m K), 求传热面积。 wF 15 解:(1) V F (1 ) 1500 (1 ) 1050kg/h wP 50
pm p ρ gh/ 2
6000 1030 9.81 4/2 26.2 103 Pa
查饱和水蒸气表, Tm 64.1 ℃
Δ ' Tm T 64.1 35.6 28.5K
Δ Δ Δ Δ
0.6 28.5 1.0 30.1K
2.2 单效蒸发的计算
五、蒸发操作特点
常见的蒸发是间壁两侧分别为蒸气冷凝和液体沸腾的传
热过程。
1)溶液的沸点升高: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 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传热温度差的降低。
干燥过程及危险性分析
干燥过程及危险性分析干燥是将物料中的水分或其它溶剂挥发出来,使物料达到所需干燥程度的一种工艺过程。
广泛应用于化工、食品、医药、农业等各个领域。
然而,干燥过程中存在一些危险因素,需要加以注意和控制。
干燥过程的基本原理干燥过程是将物料固有水分蒸发出来的过程,其基本原理是将物料与干燥介质接触,在干燥介质中制造一定的水汽压力差,使物料内部的水蒸气向干燥介质方向扩散,完成干燥作用。
在实际干燥过程中,应根据物料的性质、干燥介质的类型和温度、干燥器的结构等多种因素综合考虑,选择合适的干燥方式和干燥条件,以达到最佳的干燥效果。
干燥过程中存在的危险因素对于干燥过程,主要存在以下几个危险因素,需要特别注意和控制。
1. 爆炸危险在一些干燥过程中,物料本身就具有可燃性或易爆性,再加上高温高压的干燥介质易形成爆炸的条件,所以在干燥过程中产生爆炸的风险很大。
2. 挥发性物质危险在干燥过程中,有些物料会散发出挥发性物质,例如酸性气体、毒性气体等,这些物质对人体健康有害,需要采取相应措施,防止挥发物进入工作环境。
3. 高温危险在干燥过程中,由于需要提供高热量的干燥介质,因此干燥器内温度较高,若操作不当或干燥器本身存在安全问题,就可能引发高温灾害。
4. 窒息危险在干燥过程中,过量的物料和干燥介质会占据干燥器内部所有空间,并排挤空气,从而形成一种不透气的环境,容易引发窒息危险。
干燥过程中的安全措施针对上述危险因素,需要采取相应的措施,以确保干燥过程的安全性。
1. 防爆措施当物料具有可燃性或易爆性时,应尽可能采用无火焰式干燥或减少火源的使用,如火焰器、电火花等。
干燥过程中应具备防爆设备,如爆破阀门、燃烧器、行业中的级配等,确保干燥过程的安全性。
2. 通风降温干燥过程中需要结合通风设备,及时将挥发性物质排出,或者将其引向专门处理的设备,从而使空气中的有害物质得到合理处理,避免对工作人员健康带来影响。
3. 温度控制要在整个干燥过程中控制温度,避免出现过高温度导致安全事故的发生。
珠海蒸发器发生事故案例
珠海蒸发器发生事故案例一、案例背景珠海市某化工厂生产乙二醇,乙二醇生产过程中需要使用蒸汽进行加热和蒸馏。
该厂使用的蒸发器是一种常见的设备,用于将液态物质加热蒸发并分离出其中的杂质。
二、事故概述2018年5月,珠海市某化工厂生产车间内的一个蒸发器发生了爆炸事故,造成1人死亡、3人受伤。
经过初步调查,事故原因是蒸发器内部积聚了大量可燃气体,在高温高压下引发爆炸。
三、事故原因分析1. 设备老化和维护不当据了解,这个蒸发器已经使用了10多年,设备老化严重。
在日常维护保养方面也存在不足之处,例如未及时更换老化的密封件和阀门等。
2. 操作不规范在操作过程中,操作人员没有按照规定程序进行操作。
例如在清洗和检修时没有完全关闭进出口阀门等措施。
3. 安全管理缺失该化工厂的安全管理制度存在缺陷,例如安全培训不足、事故应急预案不完善等。
四、事故影响1. 人员伤亡该蒸发器爆炸事故造成1人死亡、3人受伤。
2. 生产停滞事故发生后,该化工厂的生产线停滞了一段时间,造成了一定的经济损失。
3. 环境污染在爆炸过程中,蒸发器内部的液态物质和可燃气体被释放出来,对周围环境造成了一定的污染。
五、事故处理措施1. 紧急处置在事故发生后,立即启动应急预案,对现场进行紧急排查和处置。
同时及时报告相关部门和上级领导,并组织专业人员进行调查和分析。
2. 整改措施针对事故原因分析结果,采取相应的整改措施。
例如加强设备维护保养、规范操作流程、完善安全管理制度等。
3. 赔偿处理对于受伤人员和家属进行赔偿,并承担相应的责任。
六、类似事故预防措施1. 设备维护保养要及时对于老化的设备和密封件等零部件要及时更换,避免出现漏气和泄露等情况。
2. 规范操作流程在操作过程中,必须按照规定程序进行操作,例如清洗和检修时必须完全关闭进出口阀门等措施。
3. 加强安全管理加强安全培训、完善应急预案、加强巡检等措施,提高员工的安全意识和应急能力。
七、结论珠海市某化工厂蒸发器爆炸事故给我们敲响了警钟。
chap7 蒸发
(1) f a
式中
a ——常压下溶液的沸点升高,可由实验测定的tA值
求得,℃;
Δ′——操作条件下溶液的沸点升高,℃;
a
f——校正系数,无因次。其经验计算式为:
0.016(T 273) 2 f r
。
总温度差损失为:
(5-3)
1.1
溶液的蒸汽压下降引起的温度差损失
t A T
式中 tA——溶液沸点,℃,主要与溶液的类别、浓度及操 作压强有关。
T′——与溶液压强相等时水的沸点,即二次蒸气的
饱和温度,℃
在文献和手册中,可以查到常压(1atm)下某些溶液在不
(3)除去杂质
加热
不凝性气体
冷却水
二次蒸汽 冷凝器 除沫器
料液 加热蒸汽 (生蒸汽)
蒸发室
加热室
冷凝水 水 完成液 单效蒸发器
1.3分类
(1)按操作室压力分:常压、加压、减压(真空)蒸 发 (2)按二次蒸气的利用情况分:单效和多效蒸发
单效蒸发:将二次蒸气不再利用而直接送到冷凝器冷凝以
除去的蒸发操作。
(5-1)
T/——与溶液压强相等时水的沸点,即二次蒸气的 饱和温度,℃
传热温度差损失:在一定操作压强条件下溶液的沸点升高。
计算公式为:
Δ= ΔtT- Δt
ΔtT =Ts-T
Δt——传热的有效温度差, ℃
ΔtT ——理论上的传热温度差, ℃
Δt=Ts-t
式中
t —— 溶液的沸点, ℃ T——纯水在操作条件下的沸点, ℃ Ts——加热蒸气的温度, ℃
例:用476kN/m2(绝压)的水蒸气作为加热蒸汽(Ts=150 ℃),蒸发室内压力为1atm,蒸发30%的NaOH溶液,沸点为 t=115 ℃,其最大传热温度差,用ΔtT来表示: ΔtT=Ts-T=150-100=50℃ 有效温度差为: Δt=Ts-t=150-115=35℃ 则温度差损失为:
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
文件编号:TP-AR-L1713
In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.
(示范文本)
编制:_______________
审核:_______________
单位:_______________
蒸发过程及危险性分析
正式样本
蒸发过程及危险性分析正式样本
使用注意:该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。
在化工、医药和食品加工等工业生产中,常常需要将溶有固体溶质的稀溶液加以浓缩,以得到高浓度溶液或析出固体产品,此时应采用蒸发操作。
蒸发就是通过加热的方法将稀溶液中的一部分溶剂汽化并除去,从而使溶液浓度提高的一种单元操作,其目的是为了得到高浓度的溶液。
例如:在化工生产中,用电解法制得的烧碱(NaOH溶液)的质量浓度—般只在10%左右,要得到42%左右的符合工艺要求的浓碱液则需通过蒸发操作,由于稀碱液中的溶质NaOH不具有挥发性,而溶剂水具有挥发性,因此生产上可将稀碱液加热至沸腾
状态,使其中大量的水分发生汽化并除去,这样原碱液中的溶质NaOH的浓度就得到了提高。
又如:食品工业中利用蒸发操作将—些果汁加热,使一部分水分汽化并除去,以得到浓缩的果汁产品。
除此之外,蒸发操作还常常用来先将原料液中的溶剂汽化,然后加以冷却以得到固体产品,如食糖的生产、医药工业中固体药物的生产等都属此类。
在工业生产中应用蒸发操作时,需认识蒸发如下几方面的特点。
①蒸发的目的是为了使溶剂汽化,因此被蒸发的溶液应由具有挥发性的溶剂和不挥发性的溶质组成,这一点与蒸馏操作中的溶液是不同的。
整个蒸发过程中溶质数量不变,这是本章物料衡算的基本依据。
②溶剂的汽化可分别在低于沸点和沸点时进行。
在低于沸点时进行,称为自然蒸发。
如海水制盐用太
阳晒,此时溶剂的汽化只能在溶液的表面进行,蒸发速率缓慢,生产效率较低,故该法在其他工业生产中较少采用。
若溶剂的汽化在沸点温度下进行,则称为沸腾蒸发,溶剂不仅在溶液的表面汽化,而且在溶液内部的各个部分同时汽化,蒸发速率大大提高。
本章只讨论工业生产中普遍采用的沸点汽化。
较慢的那一步过程的速率,即热量传递速率,因此工程上通常把它归类为传热过程。
④由于溶液中溶质的存在,在溶剂汽化过程中溶质易在加热表面析出而形成污垢,影响传热效果。
当该溶质为热敏性物质时,还有可能因此而分解变质。
⑤蒸发操作需在蒸发器中进行。
沸腾时,由于液沫的夹带而可能造成物料的损失,因此蒸发器在结构上与一般加热器是不同的。
⑥蒸发操作中要将大量溶剂汽化,需要消耗大量
的热能,因此,蒸发操作的节能问题将比一般传热过程更为突出。
由于目前工业上常用水蒸气作为加热热源,而被蒸发的物料大多为水溶液,汽化出来的蒸汽仍然是水蒸气,为区别起见,我们将用来加热的蒸汽称为生蒸汽,将从蒸发器中蒸发出的蒸汽称为二次蒸汽。
充分利用二次蒸汽是蒸发操作中节能的主要途径。
如果将二次蒸汽引至另一蒸发器作为加热蒸汽之用,则称为多效蒸发;如果二次蒸汽不再被利用,而是冷凝后直接放掉,则称为单效蒸发。
蒸发是借加热作用使溶液中所含的溶剂不断汽化,不断被除去,以提高溶液中溶质浓度,或使溶质析出,即使挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的物理过程。
如制糖工业中,蔗糖水、甜菜水的浓缩。
氯碱工业中的碱液提浓以及海水淡化等都采用蒸发的办法。
蒸发按其采用的压力可以为常压蒸发、加压蒸发
和减压蒸发(真空蒸发)。
按其蒸发所需热量的利用次数可分为单效蒸发和多效蒸发。
蒸发所需设备称蒸发器,它一般由加热室和蒸发室两部分组成。
自然循环蒸发器是指溶液在设备内的循环是在加热的情况下,由于各部分溶液密度的不一致,以及蒸气流在运动过程中带动液体运动,使溶液得以循环的蒸发器。
强制循环蒸发器是指溶液在设备内的循环主要是依靠外界加入动力所导致的强制运动的蒸发器。
液体在设备内仅加热一次,不作循环就可蒸发达到所需要求的蒸发器称为单程蒸发器。
从安全技术角度出发,凡蒸发的溶液,皆具有一定的特性。
例如,溶质在浓缩过程中若有结晶、沉淀和污染生成,这样将导致传热效率的降低,并产生局部过热,因此,对加热部分需经常清洗。
对具有腐蚀性溶液的蒸发,尚需考虑设备的腐蚀问题。
为了防腐,有的设备需用特
种钢材制造。
对于热敏性溶液的蒸发,尚需考虑温度的控制。
特别是由于溶液的蒸发产生结晶和沉淀,而这些物质又是不稳定的局部过热可使其分解变质或燃烧、爆炸,则更应注意控制蒸发温度。
为防止热敏性物质的分解,可采用真空蒸发的方法,降低蒸发温度。
或者使溶液在蒸发器内停留的时间和与加热面接触的时间尽量缩短,例如采用单程循环、高速蒸发等。
闪急蒸发是将料液加热到一定温度,经过节流减压进入压力低于其饱和蒸气压的闪蒸室中,料液因过热而将部分溶剂急剧汽化的蒸发操作。
闪急蒸发是一个绝热过程,溶剂汽化所需的汽化热由料液本身的显热提供。
闪急蒸发后,料液温度下降,浓度升高,气液两相的温度和压力达到平衡。
闪急蒸发的操作方式与闪急蒸馏相同,因此两者常统称为闪蒸。
但闪急蒸
馏所处理的料液中各组分都能挥发,而闪急蒸发所处理的料液中溶质一般是不挥发的。
此处输入对应的公司或组织名字
Enter The Corresponding Company Or Organization Name Here。