蒸發(fā)的原理及蒸發(fā)的基本定義
蒸發(fā)是借加熱作用使溶液中所含之溶劑氣化,以提高溶液中溶質濃度,或使溶質析出。即是使揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質分離的物理操作過程。如制糖工業(yè)中,蔗糖或甜菜搪水溶液的濃縮,以得到粗制糖結晶。此外,也有將蒸發(fā)用于分離純凈的溶劑,例如淡水制備。進行蒸發(fā)操作的設備謂之蒸發(fā)器。
蒸發(fā)過程為溶液中部分溶劑氣化的過程,即溶液加熱后,溶劑可以由液態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài),所產(chǎn)生之蒸氣要立刻除去。否則蒸氣將與溶液漸趨平衡,蒸發(fā)不能進行。故進行蒸發(fā)的設備條件為熱能不斷供給和所生蒸氣不斷排除。
蒸發(fā)可在沸點進行或低子沸點進行,前者的速率遠超過后者,故工業(yè)上的蒸發(fā)都在沸騰情況下進行。液體汽化時所需的潛熱和蒸發(fā)量的多少,須決定于熱董的供給。因此,蒸發(fā)是屬于熱過程,蒸發(fā)器亦是換熱器的一種.
加熱被蒸發(fā)的溶液所需之熱量,可以通過間壁或采用物質直接接觸的方法由熱源供給.水蒸汽、高沸點的液體及其蒸氣、煙道氣、電流等均可作為蒸發(fā)的熱源。
而工業(yè)上應用最廣的是通過器壁(加熱管)用水蒸汽加熱的蒸發(fā)器。這種蒸發(fā)器操作時一方面有水蒸汽作為熱源供給熱量,而在另一方面水溶液本身亦生成蒸汽.為了易于區(qū)別,前者稱為加熱蒸汽,后者稱為二次蒸汽。
蒸發(fā)所消耗的熱量可利用一次或多次。一次者稱為單效蒸發(fā),即產(chǎn)生的二次蒸汽直接冷凝不再利用。若產(chǎn)生之二次蒸汽再次用于其他蒸發(fā)器加熱,稱為多效蒸發(fā),設備稱之多效蒸發(fā)設備.也可把所得二次蒸汽用于其他場合.此時稱為額外蒸汽。
在蒸發(fā)時為了加熱蒸發(fā)設備必須采用加熱劑,最常用的加熱劑是水蒸汽。