蒸发过程解析(analysis of eva poration process)

为实现蒸发过程优化而进行的数学解析。蒸发是使溶液中的溶剂在沸腾状态下部分汽化并将蒸汽移除，从而使溶质浓度提高的过程，为有色金属提取冶金单元操作之一。当溶液浓缩超过溶质的饱和浓度时，便有结晶溶质析出，浓缩、结晶多数是物理过程，但有时是化学分解反应的结果。因此，蒸发与反应及结晶过程有密切联系，如钨酸铵溶液蒸发浓缩，分解出氨并有仲钨酸铵析出。有色金属冶金生产的蒸发过程常伴有化学反应过程。

简单的蒸发是间歇式的，用直接火或电加热。多数情况下，由于蒸发处理量大，要求有较大的传热面，需要用蒸汽加热，采用列管式或夹套式蒸发器。蒸发水量由下式计算：

式中W为蒸发水量，kg/h；x₀、x₁分别为原料液及完成液溶质质量分率，%；F为加料量，kg/h；D为加热蒸汽量，kg/h；r₀、r’为加热蒸汽及二次蒸汽潜热，kJ/kg；C_po为原料液的比热容，kJ/kg•K；Q、Q₁为传热量及热损失，kj/h；t₀为原料液温度，K；t₁为溶液沸点，K；S为传热面积，㎡；K为传热系数，kJ/(㎡•h•K)，△t_m为平均温度差，K。

利用二次蒸汽加热下一效蒸发器，可节省新蒸汽，提高经济效益。多效串联使用时，最后一效抽真空以保持各效有足够的温度差，这种流程为多效蒸发，适用于蒸发量大的生产过程。计算方法与单效相似。

在有结晶产生的蒸发过程，应及时排除结晶以减少其在传热面上的结垢，蒸发器附设结晶分离器。