在医药、化工、轻工和食品等工业中,常常需要将含有固体溶质的溶液进行浓缩,以获得固体产品或制取溶剂,工业上常用的浓缩方法一般是将稀溶液加热沸腾,使部分溶剂汽化并不断移除,从而提高溶液中溶质的浓度,这种过程称为蒸发.蒸发操作的任务就是将不挥发性的溶质和挥发性的溶剂进行分离.
蒸发器主要由加热室及分离室组成,下部是加热室,上部为分离室,加热室是由许多换热管构成的换热器,管间通入蒸汽作为加热热源,管内为溶液的逗留空间,分离室用来进行气液分离.稀硝酸按溶液(称为料液)经预热器预热后加人蒸发器,在加热室的换热管内受热沸腾汽化,经浓缩后的硝酸按溶液(称为完成液),从蒸发器的底部排出,汽化产生的水蒸气经气液分离后送往冷凝器,冷凝而除去.
蒸发操作主要采用饱和水蒸气加热,而被蒸发的物料大多是水溶液,故蒸发时产生的蒸汽也是水蒸气.为了区别,前者称为加热蒸汽(如果来自锅炉,又称生蒸汽),后者称为二次蒸汽.在操作中一般用冷凝的方法将二次蒸汽不断地移出,否则蒸汽与沸腾溶液趋于平衡,使蒸发过程无法进行.若将二次蒸汽直接冷凝,而不利用其冷凝热的操作称为单效蒸发.若将二次蒸汽引到下一蒸发器作为加热蒸汽,以利用其冷凝热,这种串联蒸发操作称为多效蒸发.
蒸发操作可以在常压、加压或减压下进行.常压蒸发可用敞口设备,使二次蒸汽排人大气中.真空蒸发时溶液侧的操作压强低于大气压强,要依靠真空泵抽出不凝气体并维持系统的真空度.加压蒸发在加压下进行,因而溶液的沸点升高.产生的二次蒸汽的温度也高,就有可能利用二次蒸汽作为其他设备的加热剂.
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