特點：*料液輸送不需要泵（各效壓力差）；*后一效沸點低，可進(jìn)行自蒸發(fā)(閃蒸)；*一般傳熱系數(shù)逐次下(由粘度增大造成)。5.4

多效蒸發(fā)和提高加熱蒸汽經(jīng)濟性的其他措施5.4.1

多效蒸發(fā)的流程

(1)并流加料流程不凝性氣體第一效第二效第三效第一效二次蒸汽第二效二次蒸汽第三效二次蒸汽料液加熱蒸氣完成液水冷卻水并流加料蒸發(fā)流程(2)逆流加料流程特點：*需要泵輸送流體；*無自蒸發(fā)(閃蒸)，且多消耗部分熱量；*各物料粘度較一致，傳熱系數(shù)較均勻。逆流加料蒸發(fā)流程完成液加熱蒸氣料液冷卻水水不凝性氣體(3)平流加料流程說明：適用于有結(jié)晶析出的蒸發(fā)操作。水冷卻水不凝性氣體料液加熱蒸氣平流加料蒸發(fā)流程（1）溫度差損失和有效溫度差

▲當(dāng)完成液濃度相同時，多效蒸發(fā)中各效溫度差損失之和大于單效蒸發(fā)；

即：溫度差損失多效蒸發(fā)＞單效蒸發(fā)▲當(dāng)理論傳熱溫度差一定時，多效蒸發(fā)的各效有效傳熱溫度差之和小于單效蒸發(fā)。

即：有效傳熱溫差多效蒸發(fā)<單效蒸發(fā)5.4.2

多效蒸發(fā)問題分析

▲多效蒸發(fā)的生蒸氣經(jīng)濟性理論值與效數(shù)成正比，其經(jīng)驗值也隨效數(shù)增多而增加，但不成正比。即：多效蒸發(fā)，可提高生蒸汽的經(jīng)濟性。

(2)經(jīng)濟性

(3)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強度

▲在相同條件下，雖然多效蒸發(fā)傳熱面積為單效蒸發(fā)的m倍，但生產(chǎn)能力小于單效蒸發(fā)；

▲當(dāng)多效蒸發(fā)的及各效Ai，Ki，與單效相同時，多效蒸發(fā)的生產(chǎn)強度小于單效的1/m；

▲為完成相同的生產(chǎn)任務(wù)，多效蒸發(fā)所需要的傳熱面積大于單效蒸發(fā)的m倍，多效蒸發(fā)經(jīng)濟性的提高是以增加設(shè)備費為代價的。

即：生產(chǎn)能力：多效蒸發(fā)<單效蒸發(fā)生產(chǎn)強度：多效蒸發(fā)<單效蒸發(fā)(4)多效蒸發(fā)中效數(shù)的限制和選擇

▲傳熱溫度差的限制；

▲設(shè)備費用的限制；

▲效數(shù)選擇：生蒸汽經(jīng)濟性隨效數(shù)提高幅度減小，而設(shè)備費用始終正比于效數(shù)。選取原則：設(shè)備費用和操作費用總和最小，通常選取2-3效。5.4.3多效蒸發(fā)的設(shè)計型計算需要計算的未知量：復(fù)雜性：效數(shù)增加，許多變量間呈非線性關(guān)系，計算過程復(fù)雜。計算基礎(chǔ)：物料衡算、熱量衡算和傳熱方程單效雙效△s△ts△2△t2△t1△1TT'△TT=T-T'單效蒸發(fā)和雙效蒸發(fā)有效溫度差的比較（1）物料衡算水分蒸發(fā)量：并流加料多效蒸發(fā)的物料衡算,熱量衡算示意圖qm,v1,T1,Hv1H’1qm,w1Hv1T1qm,0,w0,t0,cp,0w1t1qm,v2,T2,H2H’2qm,w2T2w2H’3qm,w3T3w3H’4qm,w4T4w4t4t2t3qm,v3,T3,H3qm,v4,T4,H4T’1T’2T’3T’41234對第1效至第i效作溶質(zhì)的物料衡算，有由此得第i效溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：（2）熱量衡算忽略熱損失，對第1效作熱量衡算，可解得：類似地，對第i效有：若計及熱損失和溶解熱的影響，則有：（3）蒸發(fā)器傳熱面積的計算和有效溫差在各效的分配各效的傳熱面積：根據(jù)傳熱方程，各效的有效溫度差之間的關(guān)系為：通常，各效采用傳熱面積相等的蒸發(fā)器，此時類似地，第i效的有效溫度差為：說明：各效的有效溫度差、各效溶液的沸點和蒸汽的溫度均不能任意給定，應(yīng)滿足以上分配關(guān)系。（4）多效蒸發(fā)的計算步驟①蒸發(fā)量初值的確定；②假定各效傳熱量相等，當(dāng)Ki為已知時，計算△ti的初值；③初估各效溶液的沸點以及各效的蒸汽溫度；④計算各效的蒸發(fā)系數(shù)和自蒸發(fā)系數(shù)，并聯(lián)立求解各效水分蒸發(fā)量新值和加熱蒸汽的消耗量；⑤分別求各效的傳熱量和各效的傳熱面積；⑥若求得的各效傳熱面積不等，可調(diào)整△ti。（但若此時蒸發(fā)量的新值與初值相差較多，則應(yīng)將計算新值作為新的初值重新計算，然后調(diào)整△ti。）；⑦重復(fù)步驟③~⑥，直至各效的傳熱面積基本一致，且前后兩次所得的蒸發(fā)量相近為止。(1)額外蒸汽的引出額外蒸氣：在多效蒸發(fā)中，可在前幾效引出部分二次蒸氣，作為其它加熱設(shè)備的熱源。說明：引出額外蒸氣時，生蒸氣的消耗量增加，但所增加的生蒸氣量小于引出的額外蒸氣總量，從總體來看，生蒸氣的經(jīng)濟性提高了。5.4.4提高加熱蒸汽經(jīng)濟性的措施料液加熱蒸氣完成液水冷卻水不凝性氣體引出額外蒸氣的蒸發(fā)流程額外蒸汽的引出說明：上一效的冷凝水溫度較高，可將其通過閃蒸器減壓至下一效加熱室的壓力，則冷凝水由于過熱將閃蒸，產(chǎn)生部分蒸氣。將它和上一效的二次蒸氣一起作為下一效的加熱蒸氣，就相當(dāng)于提高了生蒸氣的經(jīng)濟性。(2)冷凝水的閃蒸加熱蒸氣進(jìn)料二次蒸氣冷凝水12二次蒸氣冷凝水完成液ABA,B-蒸發(fā)器；1-冷凝水排出器；2-冷凝水閃蒸器冷凝水的閃蒸(3)多效多級閃蒸優(yōu)點：解決了物料易于在加熱管管壁結(jié)垢的問題，經(jīng)濟性較高，可利用低壓蒸氣作為熱源，設(shè)備簡單緊湊，不需要高大的廠房，因而近年來應(yīng)用漸廣。缺點：動力消耗較大，所需的傳熱面積稍多。另外也不適用于沸點上升較大物料的蒸發(fā)。(4)熱泵蒸發(fā)熱泵蒸發(fā)：單效蒸發(fā)時，可將二次蒸氣絕熱壓縮以提高其溫度，然后送回加熱室作為加