[发明专利]能加快蒸发速度的溶液蒸发方法

说明书

能加快蒸发速度的溶液蒸发方法，其工艺步骤为：①首先对液体加温，②待液体温度达到沸点时，开始向液体内部吹带压气体，吹带压气体的压力和流速应保证液体温度始终在沸点。与现有技术相比,本发明能在外加热同等条件下，降低蒸发沸点，加快蒸发速度，可节能50%以上。是一个突破了在加温蒸发时向溶液内吹空气会造成热损失的认知思想束缚。只要溶液符合拉乌尔溶液特性，本发明方法均适用。推广本发明办法，对我国的节能方面应该能做出一定的贡献。

技术领域

本发明涉及一种溶液蒸发方法，尤其是一种能加快蒸发速度的溶液蒸发方法。

背景技术

众所周知，对难挥发物质溶液进行蒸发（蒸馏），是化工行业的基本工艺方法。目前化工行业普遍的蒸发方法就是加温蒸发，这种方法耗时长，耗能高（例如在硫酸锌产品的生产中要把38°Bé的硫酸锌清液蒸发浓缩到55°Bé时而后冷却结晶，7m³的硫酸锌清液在蒸汽5kg加热的情况下需耗时12小时）。因此，研究一种在同样加热条件下能缩短蒸发时间、加快蒸发速度、节能增效的溶液蒸发方法，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在同样加热条件下能缩短蒸发时间、加快蒸发速度、节能增效的溶液蒸发方法。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

能加快蒸发速度的溶液蒸发方法，其工艺步骤为：①首先对液体加温，②待液体温度达到沸点时，开始向液体内部吹带压气体，吹带压气体的压力和流速应保证液体温度始终在沸点。

作为本发明的一种优选方案，所述的液体加温为加蒸汽加温，吹带压气体的压力和流速与加蒸汽的压力和流速匹配，应保证液体温度始终在沸点。

作为本发明的一种优选方案，随液体浓度的升高，沸点也升高，带压气体的压力相应提高，流速应保证液体温度始终在沸点。

作为本发明的一种优选方案，将蒸发溶液所排出的废蒸汽经过热交换器外排，所述的带压气体经过该热交换器进行加温。

作为本发明的一种优选方案，加温后的带压气体的温度为55℃～65℃

本发明的理论依据为拉乌尔定律。

拉乌尔定律－理想溶液气液两相达到平衡时,溶质气体的平衡压力等于在同一温度下的饱和蒸汽压与它在溶液中的摩尔分率的乘积。

理想溶液的不挥发固体物质的水溶液，其浓度为N_A，对此溶液进行汽化，汽相中只有溶剂水的蒸汽。根据拉乌尔定律，汽相的压力为P=P^O（1-N_A）；

显然，此P值将总是低于同一温度下水的饱和蒸汽压P^O。P及P^O都随温度变化，设其变化关系为：

P=f₁（t）

P^O=f₂（t）

此二曲线可绘图（见附图1）。

在任一温度下，P将总是低于P^O，浓度N_A越大，P值越低。当温度升高，P值增大到等于外压P时溶液沸腾，该时沸点温度为t。在任何外压下，t值总是高于纯溶剂水在同条件下的沸点t⁰。由此可见，难挥发物质溶入溶剂后，总是使溶液的饱和蒸汽压下降而沸点升高，这也是拉乌尔定律的另一表现形式。这一规律作为我们蒸发操作过程的基础。

蒸发可以在低于沸点时进行溶液表面汽化，这是自然条件下的过程。我们常应用的是人工加热在沸腾条件下汽化，这时可以在大气压下操作，也可以在减压条件下操作。