*模板五蒸发单元操作*课堂练习3：在单效蒸发器中，将15%的CaCl2水溶液连续浓缩到25%，原料液流量为20000kg·h-1，温度为75℃。蒸发操作的平均压力为49kPa，溶液的沸点为87.5℃。加热蒸汽绝压为196kPa。若蒸发器的总传热系数为1000W·m-2·K-1，热损失为蒸发器传热量的5%，试求蒸发器的传热面积和加热蒸汽消耗量。*模板五蒸发单元操作*解：蒸发水量为：蒸发器的热负荷为：查表，得*模板五蒸发单元操作*蒸发器的传热面积为：加热蒸汽消耗量为：*模板五蒸发单元操作*1.蒸发器的生产能力用单位时间内蒸发的水分量来表示。由于蒸发水分量取决于传热量的大小，因此其生产能力也可表示为：四.蒸发器的生产能力与生产强度*模板五蒸发单元操作*2.蒸发器的生产强度常用蒸发器的生产强度表示蒸发器的性能优劣，蒸发器的生产强度简称蒸发强度，是指单位时间单位传热面积上所蒸发的水量，kg/(m2·h)。*模板五蒸发单元操作*，根据若为沸点进料，且不计热损失，则因此，欲提高蒸发器的生产强度，主要途径是提高总传热系数K和传热温度差Δtm。*模板五蒸发单元操作*提高总传热系数KRi和?i是影响K的主要因素。为降低污垢热阻，工程中常采用的措施有：加快溶液循环速度，在溶液中加入晶种和微量的阻垢剂等。影响?i的因素很多，提高?i的有效办法是增加溶液的循环速度和湍动程度等。3.提高生产强度的途径*模板五蒸发单元操作*提高传热温度差Δtm为提高传热温度差，可采用真空蒸发或选用高温热源，如高温导热油、熔盐或用电加热等。传热温度差的大小取决于加热蒸汽的压力和冷凝器的操作压力。通常，加热蒸汽的压力（0.2~0.8MPa）受供气条件的影响；冷凝器中真空度(10~20kPa)的提高，会导致传热系数下降。*模板五蒸发单元操作*五、蒸发器的节能措施1.多效蒸发在工业生产中常采用多效蒸发提高蒸汽的经济性。单位蒸汽消耗量e=D/W——加热蒸汽利用率，为：效数单效双效三效四效五效1.10.570.40.30.270.910.1752.53.333.70可见，蒸发器的效数越多，蒸汽的利用率越高。*模板五蒸发单元操作*2.额外蒸汽的引出将二次蒸汽引出作为其他设备的热源，同时降低冷凝器的热负荷。P169图5-213.冷凝水显热的利用利用冷凝水预热原料或加热其他物料；冷凝水闪蒸产生加热蒸汽。P169图5-22*模板五蒸发单元操作*4.热泵蒸发用压缩机将二次蒸汽压缩，提高它的压力，使它达到加热蒸汽压力时送回入口，循环使用，加热蒸汽只用作补充泄露、损失等同时降低冷凝器的热负荷。P170图5-23*模板五蒸发单元操作*5.多级多效蒸发稀溶液经加热器加热至一定温度后进入减压的闪蒸室，闪蒸出部分水而溶液被浓缩；闪蒸产生的蒸汽用来预热稀溶液。P170图5-24优点：设备简单、蒸汽经济性高、不会在加热管壁结垢，适用于易结晶物料。缺点：动力消耗大，需要较大的传热面积，不适合于沸点上升较大的溶液。*模板五蒸发单元操作*六、补充内容多效蒸发中每一效都存在温度差损失。假定完成液的浓度相同，则多效蒸发中末效的温度差损失接近于单效蒸发的温度差损失，因此，多效蒸发中各效温度差损失之和大于单效蒸发。1.多效蒸发温度差损失和有效温度差*模板五蒸发单元操作*由此可知，当理论传热温度差一定时，多效蒸发的有效传热温度差之和小于单效蒸发。式中，-多效蒸发中第i效的有效传热温度差，K。
-单效蒸发的传热温度差，K。随效数增加，总有效传热温度差减小。同时，由于总有效传热温度差以某种方式分配于各效，因此，多效蒸发中每一效的有效传热温度差远小于单效。*模板五蒸发单元操作*蒸发效数增多，加热蒸汽经济性提高，而设备的生产强度降低，设备费用增加，因此，必须合理选择效数以便设备费和操作费之和最少。2.多效蒸发的效数限制（1）实际蒸汽耗量大于理论值汽化潜热随温度降低而升高，并且效间还有热损失，所以蒸发1kg水实际消耗加热蒸汽的量大于理论值。（2）设备费用的增加设备的费用增加值等于节约的能耗费用即达效数极限。*模板五蒸发单元操作*（3）有效传热温差的极限及温差损失的增加。如