常见问题

搪玻璃反应釜蒸发量经验估算法

在缺乏精确热源数据时,这是一种搪玻璃反应釜蒸发量快速估算方法,尤其在常压、沸腾状态下较为常用。

基本原理: 在特定加热方式和沸点下,单位液面面积在单位时间内的蒸发量有一个经验范围。

公式:
m = A * q

  • m: 蒸发量 (kg/h)

  • A: 搪玻璃反应釜内物料的液面面积 (m²)。A = π * (D/2)²,D为釜体内径。

  • q: 单位面积蒸发强度 (kg/(m²·h)),这是一个经验值。

经验值 q 的选取:

  • 水,常压沸腾:

    • 蒸汽加热: q ≈ 30 ~ 50 kg/(m²·h)

    • 电加热: q ≈ 20 ~ 40 kg/(m²·h)

  • 有机溶剂,常压沸腾: 因其潜热通常比水小,q 值会更大,例如 50 ~ 100 kg/(m²·h),具体需根据溶剂性质调整。

  • 真空操作: 在相同热源下,由于沸点降低,传热温差加大,蒸发强度 q 会显著提高,可能达到常压下的1.5倍甚至更高。

举例说明:

一个2000L的反应釜,内径 D = 1.4米,用蒸汽加热,蒸发水溶液(常压)。

  • 液面面积 A = 3.14 * (1.4/2)² ≈ 1.54 m²

  • 取蒸发强度 q = 40 kg/(m²·h)

  • 则估算蒸发量 m = 1.54 m² * 40 kg/(m²·h) ≈ 61.6 kg/h

关键影响因素与注意事项

    1、操作压力(真空度): 这是最大的影响因素。在真空下,液体沸点降低,传热温差(ΔT)增大,传热速率急剧加快,蒸发强度会远高于常压。计算时如果用方法一,Q值会变化;如果用方法二,q值需选用真空下的经验数据。

    2、热源类型和温度: 蒸汽压力(温度)、热媒油温度决定了传热温差。温差越大,传热速率越快,蒸发能力越强。

    3、物料性质:

    • 浓度和粘度: 随着蒸发进行,物料变浓变粘,可能会在传热面上结垢,大大降低传热效率,从而使实际蒸发量下降。

    • 沸点升高: 某些溶液(如盐溶液、碱液)沸点会比纯溶剂高,这会影响有效传热温差。

    • 发泡: 剧烈沸腾发泡会导致实际蒸发空间减小,并可能引起夹带,影响计算和操作。

    4、反应釜状态: 搪玻璃反应釜搪玻璃层的完好程度、搅拌效果(搅拌能提高传热系数并防止局部过热结垢)都会影响总传热系数K值,从而影响Q值。


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