第五章 濃縮

1、第五章第五章濃縮工藝濃縮工藝一、濃縮過(guò)程的原理濃縮過(guò)程是用加熱的方法，運(yùn)用蒸發(fā)原理，使溶液中部分溶媒汽化并除去，從而提高溶液的濃度。實(shí)質(zhì)就是濃縮溶液（或回收溶劑）的傳熱操作過(guò)程。濃縮過(guò)程必需具備兩個(gè)基本條件：一是濃縮過(guò)程中應(yīng)不斷地向溶液供給熱能使溶液沸騰；二是要不斷地排除濃縮過(guò)程中所產(chǎn)生的溶劑蒸汽。二、濃縮過(guò)程的分類1常壓濃縮和減壓濃縮：根據(jù)蒸發(fā)操作過(guò)程中所采用壓力的不同。2單效濃縮和多效濃縮：根據(jù)溶液蒸發(fā)過(guò)程中所產(chǎn)生的二次蒸汽能否作為

2、另一蒸發(fā)器的加熱蒸汽進(jìn)行循環(huán)使用。3間歇濃縮和連續(xù)濃縮：根據(jù)濃縮過(guò)程中進(jìn)出料液的方式不同。4循環(huán)型和單程型濃縮。三、濃縮過(guò)程的特點(diǎn)1.濃縮液的沸點(diǎn)升高2.濃縮液理化性質(zhì)的改變3.濃縮過(guò)程中的結(jié)垢現(xiàn)象4.能量的循環(huán)使用四、影響濃縮能力的因素1.影響傳熱溫差△tm的因素2.影響總傳熱系數(shù)K的因素五、濃縮設(shè)備的選擇原則1、藥液的粘度變化2、藥液的熱穩(wěn)定性3、藥液的發(fā)泡性4、固體懸浮顆粒5、工程技術(shù)的要求6、公用系統(tǒng)的情況7、實(shí)際選型時(shí)，主要根

3、據(jù)被蒸發(fā)溶液的工藝特性而權(quán)衡決定。煎煮濃縮是利用蒸發(fā)原理，使一部分溶媒汽化達(dá)到濃縮的目的。蒸發(fā)時(shí)，溶媒分子從外界吸收能量，克服液體分子間引力和外界阻力，而逸出液面。根據(jù)道爾頓定律，蒸發(fā)量可由下列公式求出：D=KF（PaΦPb）式中：D：?jiǎn)挝粫r(shí)間蒸發(fā)的液體量（kgh）；K：蒸發(fā)速度系數(shù)；F：蒸發(fā)面積：Pa：冷卻液體在平均溫度（即在液體初溫與終溫的平均值）時(shí)的飽和蒸氣壓；Pb：被冷卻液體在周?chē)諝獾臏囟葧r(shí)的飽和蒸氣壓；Φ：為空氣實(shí)際水蒸氣含

4、量與同溫飽和狀態(tài)下蒸氣含量的比。為了提高蒸發(fā)效果，縮短濃縮時(shí)間，應(yīng)采取以下4項(xiàng)措施：①盡量采用蒸發(fā)面積大的容器。蒸發(fā)時(shí)，將蒸發(fā)液體加以振蕩或攪拌，可加大液體的暴露面積，也能防止液面形成結(jié)膜，影響蒸發(fā)效果。②減輕液體表面壓力，增加飽和蒸氣壓差，可以使蒸發(fā)加快。因此，條件允許盡量用減壓裝置。③采用通風(fēng)設(shè)備，加快液面空氣流動(dòng)速度。④溫度越高，水蒸氣分子運(yùn)用速度越大，蒸發(fā)則越快。故應(yīng)力求在沸騰下蒸發(fā)。升膜式蒸發(fā)裝置中的氣液分離室有兩種安裝方式。

5、一種是直接安裝于蒸發(fā)器的頂部。另一種是蒸發(fā)器頂部氣液混合物通過(guò)保溫導(dǎo)管和蒸發(fā)器外的氣液分離器相連接。升膜式蒸發(fā)器安裝要求較高，管束一定要處于垂直位置，為此從設(shè)備制作時(shí)就要符合規(guī)定的要求。二、降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器與升膜式蒸發(fā)器的區(qū)別是，原料液由加熱室的頂部加入，并借助料液重力作用成膜。成膜原因是由于重力作用及液體對(duì)管壁的親潤(rùn)力，使液體膜狀沿管壁下流，常常在第一效采用升膜式，第二效采用降膜式。二次蒸氣與濃縮液呈并流而下，液膜流下不必克服

6、重力，反而可利用重力作用，有利于黏性較大（如0.05~0.1Pas）的溶液。降膜式蒸發(fā)器具有濃縮比大、適用黏度范圍大、傳熱效果好、蒸氣和冷卻水的耗量小、處理量大等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：需要在每根加熱管上裝分布器，而且管束的垂直度安裝要求高，否則下降料液分布不均勻，此外必須有足夠的料液，確保整個(gè)管內(nèi)壁處于安全潤(rùn)濕狀態(tài)。三、刮板式薄膜蒸發(fā)器利用旋轉(zhuǎn)的刮板將料液分散成均勻的薄膜以進(jìn)行物料濃縮的一種新型設(shè)備，其濃縮比濃度大，可達(dá)5:1，一般6~10:1，