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工程上,蒸发过程只是从溶液中分离出部分溶剂,而溶质仍留在溶液中,因此,蒸发操作即为一个使溶液中的挥发性溶剂与不挥发性溶质的分离过程。由于溶剂的汽化速率取决于传热速率,故蒸发操作属传热过程,蒸发设备为传热设备,但是,蒸发操作与一般传热过程比较,有以下特点:
1、溶液沸点升高
由于溶液含有不挥发性溶质,因此,在相同温度下,溶液的蒸气压比纯溶剂的小,也就是说,在相同压力下,溶液的沸点比纯溶剂的高。
2、物料及工艺特性
物料在浓缩过程中,溶质或杂质常在加热表面沉积、析出结晶而形成垢层,影响传热;有些溶质是热敏性的,在高温下停留时间过长易变质;有些物料具有较大的腐蚀性或较高的粘度等等。
3、能量回收
蒸发过程是溶剂汽化过程,由于溶剂汽化潜热很大,所以蒸发过程是一个大能耗单元操作。因此,节能是蒸发操作应予考虑的重要问题。
蒸发器按操作压力分常压、加压和减压3种。按溶液在蒸发器中的运动状况分有:①循环型。沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面,如中央循环管式、悬筐式、外热式、列文式和强制循环式等。
②单程型。沸腾溶液在加热室中一次通过加热表面,不作循环流动,即行排出浓缩液,如升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心薄膜式等。③直接接触型。加热介质与溶液直接接触传热,如浸没燃烧式蒸发器。