⑤蒸發(fā)操作需在蒸發(fā)器中進(jìn)行。沸騰時(shí),由于液沫的夾帶而可能造成物料的損失,因此蒸發(fā)器在結(jié)構(gòu)上與一般加熱器是不同的。
?、拚舭l(fā)操作中要將大量溶劑汽化,需要消耗大量的熱能,因此,蒸發(fā)操作的節(jié)能問題將比一般傳熱過程更為突出。由于目前工業(yè)上常用水蒸氣作為加熱熱源,而被蒸發(fā)的物料大多為水溶液,汽化出來的蒸汽仍然是水蒸氣,為區(qū)別起見,我們將用來加熱的蒸汽稱為生蒸汽,將從蒸發(fā)器中蒸發(fā)出的蒸汽稱為二次蒸汽。充分利用二次蒸汽是蒸發(fā)操作中節(jié)能的主要途徑。如果將二次蒸汽引至另一蒸發(fā)器作為加熱蒸汽之用,則稱為多效蒸發(fā);如果二次蒸汽不再被利用,而是冷凝后直接放掉,則稱為單效蒸發(fā)。蒸發(fā)是借加熱作用使溶液中所含的溶劑不斷汽化,不斷被除去,以提高溶液中溶質(zhì)濃度,或使溶質(zhì)析出,即使揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)分離的物理過程。如制糖工業(yè)中,蔗糖水、甜菜水的濃縮。氯堿工業(yè)中的堿液提濃以及海水淡化等都采用蒸發(fā)的辦法。
蒸發(fā)按其采用的壓力可以為常壓蒸發(fā)、加壓蒸發(fā)和減壓蒸發(fā)(真空蒸發(fā))。按其蒸發(fā)所需熱量的利用次數(shù)可分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)。蒸發(fā)所需設(shè)備稱蒸發(fā)器,它一般由加熱室和蒸發(fā)室兩部分組成。自然循環(huán)蒸發(fā)器是指溶液在設(shè)備內(nèi)的循環(huán)是在加熱的情況下,由于各部分溶液密度的不一致,以及蒸氣流在運(yùn)動(dòng)過程中帶動(dòng)液體運(yùn)動(dòng),使溶液得以循環(huán)的蒸發(fā)器。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器是指溶液在設(shè)備內(nèi)的循環(huán)主要是依靠外界加入動(dòng)力所導(dǎo)致的強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)的蒸發(fā)器。
液體在設(shè)備內(nèi)僅加熱一次,不作循環(huán)就可蒸發(fā)達(dá)到所需要求的蒸發(fā)器稱為單程蒸發(fā)器。從安全技術(shù)角度出發(fā),凡蒸發(fā)的溶液,皆具有一定的特性。例如,溶質(zhì)在濃縮過程中若有結(jié)晶、沉淀和污染生成,這樣將導(dǎo)致傳熱效率的降低,并產(chǎn)生局部過熱,因此,對(duì)加熱部分需經(jīng)常清洗。對(duì)具有腐蝕性溶液的蒸發(fā),尚需考慮設(shè)備的腐蝕問題。為了防腐,有的設(shè)備需用特種鋼材制造。對(duì)于熱敏性溶液的蒸發(fā),尚需考慮溫度的控制。特別是由于溶液的蒸發(fā)產(chǎn)生結(jié)晶和沉淀,而這些物質(zhì)又是不穩(wěn)定的局部過熱可使其分解變質(zhì)或燃燒、爆炸,則更應(yīng)注意控制蒸發(fā)溫度。為防止熱敏性物質(zhì)的分解,可采用真空蒸發(fā)的方法,降低蒸發(fā)溫度。或者使溶液在蒸發(fā)器內(nèi)停留的時(shí)間和與加熱面接觸的時(shí)間盡量縮短,例如采用單程循環(huán)、高速蒸發(fā)等。
閃急蒸發(fā)是將料液加熱到一定溫度,經(jīng)過節(jié)流減壓進(jìn)入壓力低于其飽和蒸氣壓的閃蒸室中,料液因過熱而將部分溶劑急劇汽化的蒸發(fā)操作。閃急蒸發(fā)是一個(gè)絕熱過程,溶劑汽化所需的汽化熱由料液本身的顯熱提供。閃急蒸發(fā)后,料液溫度下降,濃度升高,氣液兩相的溫度和壓力達(dá)到平衡。閃急蒸發(fā)的操作方式與閃急蒸餾相同,因此兩者常統(tǒng)稱為閃蒸。但閃急蒸餾所處理的料液中各組分都能揮發(fā),而閃急蒸發(fā)所處理的料液中溶質(zhì)一般是不揮發(fā)的。