工业生产的蒸发过程(guò chéng)大多属于沸腾(fèi téng)蒸发,即溶液巾溶剂(性状:透明,无色的液体)在沸点(Boiling Point)时汽化,汽化过程中溶液呈沸腾状,汽化不仅在溶液表面进行,而且几乎在溶液各个部分同时发生汽化现象,即沸腾蒸发过程是一个剧烈的传热过程。因此,可将蒸发器作为集中参数(parameter)系统处理。与其他传热设备(shèbèi)一样,蒸发器的对象特性也很复杂,每效蒸发器常用一阶时滞环节近似。
蒸发的**条件是热量不断供应和汽化蒸汽不断排除。通常,蒸发操作控制用饱和(saturation)水蒸气(简称水汽)作为加热源,称为加热蒸汽或生蒸汽。被蒸发溶液大多为水溶液,从溶液中蒸发汽化出来的蒸汽亦是水蒸气,称为二次蒸汽。及时排除二次蒸汽,可降低(reduce)蒸发器内压力,有利于蒸发。二次蒸汽用于另一蒸发器的加热,能充分利用热能。通常,采用多效蒸发,逐步(step by step)蒸浓。
旋转蒸发器的控制指标(target aim)是**终产品(Product)的浓度。
旋转蒸发器定义:一种快速液体样品浓缩的装置。样品在球形的玻璃容器中加热、减压,并不断地旋转增大蒸发表面积,加快蒸发速度。
旋转蒸发器实验室广泛应用的一种蒸发仪器。适用于回流操作、大量溶剂的快速蒸发、微量组分的浓缩和需要搅拌的反应过程等。旋转蒸发器系统可以密封减压**400~600毫米汞柱;用加热浴加热蒸馏瓶中的溶剂,加热温度可接近该溶剂的沸点;同时还可进行旋转,速度为50~160转/分,使溶剂形成薄膜,增大蒸发面积。产品浓度作为被控变量(Variable)组成的一些控制回路称为主控制回路;为了使蒸发过程(guò chéng)正常进行,对扰动变量在进入蒸发器前先期控制,组成的一些控制回路称为辅助控制回路。
影响(influence)被控变量的扰动较多,包括(bāo kuò)蒸发器内压力、进料溶液浓度、流量、温度(temperature)、加热蒸汽压力、温度和流量、蒸发器液位、冷凝液和不凝物排放等。
蒸发器通常在减压或真空条件下进行,蒸发器内真空度低,对产品(Product)质量和颜色等有影响(influence),真空度高有利于溶液沸腾(fèi téng)汽化,提高传热系数,节省(spare)蒸汽,提高产品浓度。
在相同加热蒸汽量和真空度的操作控制条件下,进料浓度增大,产品浓度也增大;进料温度(temperature)影响(influence)加热蒸汽量;进料溶液流量(单位:立方米每秒)增大,产品浓度下降(descend),并使液位升高。
旋转蒸发仪通过电子控制,使烧瓶在**适合速度下,恒速旋转以增大蒸发面积。通过真空泵使蒸发烧瓶处于负压状态。蒸发烧瓶在旋转同时置于水浴锅中恒温加热,瓶内溶液在负压下在旋转烧瓶内进行加热扩散蒸发。通常,选择(xuanze)进料流量作为操纵变量。