化学工程手册 第9篇 蒸发及结晶PDF电子书下载

9.1 蒸发 1

9.1.1 蒸发概述 1

9.1.2 蒸发设备的结构及选型 2

(1) 蒸发设备的分类 2

(2) 蒸发设备的结构与特性 2

(2.1) 直接火蒸发设备 2

(2.2) 敞口夹套蒸发锅 2

(2.3) 附有搅拌的夹套蒸发锅 3

(2.4) 夹套式真空浓缩锅 3

(2.5) 盘管式真空浓缩锅 3

(2.6) 自然循环型—外加热式蒸发器 4

(2.7) 列文式蒸发器 5

(2.8) 强制循环型(长管)蒸发器 6

(2.9) 标准式蒸发器 6

(2.10) 标准式强制循环型蒸发器 7

(2.11) 悬筐式蒸发器 7

(2.12) 水平列管式蒸发器 7

(2.12.1) 薄膜式 8

(2.12.2) 管内通蒸汽的浸液式 8

(2.12.3) 管外通蒸汽的浸液式 8

(2.13) 浸没燃烧蒸发器 8

(2.14) 多级闪急蒸发器 9

(2.15) 升膜式蒸发器 9

(2.16) 降膜式蒸发器 9

(2.18) 固定刮板式 10

(2.17) 升降膜式蒸发器 10

(2.19) 活动刮板式 11

(2.20) 甩盘式薄膜蒸发器 12

(2.21) 离心(叠片)式薄膜蒸发器 12

(2.22) 回转式薄膜蒸发器 13

(2.23) 板式蒸发器 14

(2.24) 旋液式蒸发器 14

(3) 蒸发设备的选型 16

(3.1) 选型时应考虑的因素 16

(3.2) 蒸发设备选型的基准表 16

(3.3) 选型的基本原则说明 16

(1.1) 传热量、蒸发量和蒸发强度的计算 18

(1) 蒸发操作的基本计算 18

9.1.3 蒸发装置的设计 18

(1.2) 总传热系数的计算与概略值 19

(1.3) 传热温度差损失和有效温度差的计算 19

(2) 单效蒸发器的计算 22

(2.1) 蒸发量、蒸汽耗量及传热面积的计算 22

(2.2) 计算例题 23

(3) 多效蒸发的流程和计算 24

(3.1) 多效蒸发的经济性及效数限制 24

(3.2) 多效蒸发的操作流程 24

(3.3) 多效蒸发的计算 25

(3.4) 多效蒸发的计算例题 29

(4) 多级闪蒸和多室蒸发 32

(4.1) 多级闪急蒸发 32

(4.1.2) 多级闪蒸的计算 33

(4.1.1) 工作原理 33

(4.1.3) 多效多级闪急蒸发 35

(4.2) 多室蒸发 36

(4.2.1) 多室蒸发装置的结构 36

(4.2.2) 多室蒸发的工作原理 36

(4.2.3) 多室蒸发装置的特点 37

(5) 升膜式蒸发器的设计与计算 38

(5.1) 升膜式蒸发器的传热特性 38

(5.2) 升膜式蒸发器的设计 39

(5.2.1) 液膜给热系数h1的计算 39

(5.2.2) 蒸发管长(L)、内径(d1)及其比例 40

(5.2.3) 二次蒸汽速度的选择 40

(6) 降膜式蒸发器的设计与计算 41

(6.1) 降膜式蒸发器的计算 41

(6.1.1) 降液密度GB 41

(5.2.6) 进料温度的选择 41

(5.2.5) 蒸发因数 41

(6.1.2) 热负荷qm 42

(6.1.3) 液膜侧的给热系数hf 42

(5.2.4) 临界温度差 43

(6.1.4) 压力降 44

(6.1.5) 液膜的衷面温度 46

(6.2) 设计例题 46

(6.3) 液体分布器的设计 50

(7.1.2) 总传热系数的近似值 52

(7.1.1) 刮板式蒸发器的传热特性 52

(7.1) 刮板式蒸发器的传热 52

(7) 刮板式蒸发器的设计与计算 52

(7.1.3) 各种因素对传热系数的影响 53

(7.2) 刮板式蒸发器的计算 54

(7.2.1) 料液的滞留量(WL)及停留时间(ι) 54

(7.2.2) 液膜厚度δ 54

(7.2.3) 基本传热式 56

(7.2.4) 简体内侧料液的给热系数hl 56

(7.2.5) 夹套内蒸汽冷凝的给热系数b0 57

(7.2.6) 刮板的驱动功率计算 57

(7.2.7) 设计例题 58

(7.3) 刮板蒸发器各部件的设计 60

(7.3.1) 刮板 60

(7.3.2) 除沫器 61

(7.3.8) 料液分布器 62

(7.3.4) 出料口 63

(7.3.5) 筒体 64

(7.4) 停留时间的控制 64

(7.4.1) 改变设计参数 64

(7.4.2) 增设挡液圈 65

(7.4.3) 其它方法 65

(8) 蒸发装置中的几个问题 65

(8.1) 蒸发器的结垢形成原因 65

(8.2) 垢层的防除措施 66

(8.3) 蒸发器的温差不宜过大 68

(8.4) 蒸发装置的真空系统 68

(1) 料液预热 69

9.1.4 蒸发装置热能的利用 69

(2) 冷凝液的利用 70

(3) 二次蒸汽的压缩 71

(3.1) 机械压缩式的蒸发 71

(3.2) 压缩机动力的计算 72

(3.3) 机械压缩式蒸发器的探讨 73

(3.4) 热力喷射压缩式的蒸发 74

(3.5) 蒸汽喷射泵的热工过程 74

(3.6) 热泵蒸发器设计的注意点 75

(4) 蒸汽经济性的计算及例题 76

(5) 多效蒸发器的热能回收 80

(6) 提高现有蒸发器热经济性的对策 82

(7) 利用其它热源的蒸发装置 82

(1.1) 蒸发过程雾沫夹带的产生 83

(1.2) 气液分离器的型式与特性 83

9.1.5 蒸发装置的辅助设备 83

(1) 气液分离器 83

(2) 蒸汽冷凝器 85

(2.1) 蒸汽冷凝器的型式与分类 85

(2.2) 蒸汽冷凝器的结构与特性 86

(2.2.1) 多层多孔板式 86

(2.2.2) 水帘式 86

(2.2.3) 填充塔式 87

(2.2.4) 水喷射式冷凝器 87

(2.2.5) 自排不凝性气体的多层多孔板式 87

(2.3) 多层多孔板式冷凝器的设计与计算 88

(2.6) 水喷射式冷凝器的设计 90

(2.4) 自排不凝性气体冷凝器的设计 90

(2.5) 水帘式冷凝器的设计 90

(2.7) 蒸汽冷凝器的安装 91

(3) 真空系统 92

(3.1) 真空泵的类型 92

(3.2) 真空泵排气量的计算 92

9.1.6 蒸发装置的自动控制 96

(1) 加热蒸汽的流量和压力控制 96

(2) 物料流量的控制 96

(3) 蒸发器内液位控制 96

(4) 浓缩液浓度控制 97

(4.1) 利用温差法测定浓度 97

(4.3) 采用光电浓度变送器测浓度 100

(4.2) 比重法测浓度 100

(5) 蒸发器内液温(真空度)控制 101

(6) 凝水排出控制 102

(7) 其他 102

参考文献 103

9.2 结晶 106

9.2.1 结晶操作与化学工业 106

9.2.2 结晶的原理 106

(1) 结晶的性状 106

(2) 溶解度及溶液内的相平衡 109

(2.1) 溶解度 109

(2.2) 溶解度图 111

(2.3) 饱和与过饱和溶液 112

(2.4) 过饱和度 113

(2.5) 过饱和度的测定 118

(2.6) 结晶有关的相律与相图 119

(3) 晶核的形成 121

(4) 溶液的焓-浓度图 124

(5) 溶液的溶解热与结晶热 125

(6) 结晶过程的物料及热平衡 127

(7) 结晶的生长 129

(8) 晶体粒径的分布与△L定律 131

(9) 筛分粒径的评价与变化系数 134

(10) 结晶的结块 138

9.2.3 Randolph和Larson的综合结晶数学模型 140

9.2.4 结晶装置 147

(1) 冷却结晶器 147

(1.1) 空气冷却式结晶器 147

(1.2) 桶管式结晶器 148

(1.3) 夹套螺旋带结晶器 149

(1.4) 锥形夹套式结晶器 150

(1.5) Kryatal-Oslo分缓结晶器 150

(2) 蒸发结晶器 151

(2.1) Krystal-Oalo蒸发式生长型结晶器 153

(2.2) D.T.B．型蒸发式结晶器 154

(3) 真空式结晶器 157

(3.1) 间歇式真空结晶器 159

(3.2) Krystal-Owlo真空结晶器 159

(3.3) DTB真空结晶器 161

(3.4) 双套管湍流式结晶器 162

(3.5) 倒圆锥型结晶器 164

(4) 联合制碱工业中的盐析结晶器 164

(5) 其它类型的结晶器 165

(5.1) 冷剂直接接触式冷却结晶器 165

(5.2) 喷雾式结晶器 166

(2.3) 蒸发式结晶器的其它类型 166

9.2.5 结晶器的设计 167

(1) 有关物性数据 167

(2.2) 有效过饱和度(S) 168

(2.3) 粗粒晶浆的沉降速度 168

(2.1) 基本设计参数 168

(2) Mullin分级式结晶器的设计方法 168

(2.4) 晶床容积(V) 170

(2.5) 产品结晶的生长时间(τ) 171

(2.6) 晶浆密度(Pc)或晶床空隙率(e) 171

(2.7) 理想分级床结晶器 172

(2.8) 设计公式的应用 174

(3) 成冢正与丰仓贤的设计方法 176

(3.1) 混浆型结晶器的设计 176

(3.2) Krystal-Oslo分级型结晶器的设计 182

(3.3) 连续式D．T．B型结晶器的设计 189

9.2.6 结晶器的放大 194

9.2.7 细晶的取出 195

符号表 198

参考文献 199