NaOH水溶液三效并流加料地蒸发装置.doc

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1、西南科技大学《化工原理》课程设计说明书设计题目NaOH水溶液三效并流加料的蒸发装置学院制造科学与控制工程指导老师健平专业班级过控0803学生学号20085440学生王成全完成时间2011年11月27日目录1.设计任务……………………………………………………….…（3）2.设计方案简介………………………………………………….…（4）3.三效并流蒸发设计计算…………………………………………（7）4.蒸发器的主要结构尺寸的计算……………………………...…（20）5.蒸发装置的辅助设备的选用计算…………………………..

2、.…（24）6.三效蒸发器结构尺寸确定………………………………………（27)7.参考文献…………………………………………………...……（29）8.总结……………………………………………….………..……（30）1设计任务及操作条件1.1设计任务处理量：的NaOH水溶液料液浓度：的质量分数产品浓度：的质量分数1.2操作条件加料方式：三效并流加料，如图1所示：图１三效并流蒸发系统原料液温度：第一效沸点温度各效蒸发器中溶液的平均密度：，，加热蒸汽压强：（绝热），冷凝器压强为（绝热）各效蒸发器的总传热系数：，原料液的比

3、热容为各效蒸发器中溶液的液面高度：各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。假设各效传热面积相等，并忽略热损失。1.3设备形式：中央循环式管式蒸发器1.4厂址：1.5工作日：每年按照300天计，每天24小时连续运行。1.6设计容（1）设计方案简介：对确定的工艺流程及蒸发器型式进行简要论述；（2）蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积；（3）蒸发器的主要结构尺寸设计；（4）主要辅助设备选型，包括气液分离器及蒸汽冷凝器等；（5）绘制工艺流程图及蒸发器设计条件图；（6）设计结果汇总；（7）对设计过程的评述和有关问题的讨论

4、；（8）编写课程设计说明书。2设计方案简介2.1设计方案论证多效蒸发的目的是：通过蒸发过程中的二次蒸汽再利用，以节约蒸汽的消耗，从而提高蒸发装置的经济性。目前根据加热蒸汽和料液流向的不同，多效蒸发的操作流程可以分为平流、逆流、并流和错流等流程。本设计根据任务和操作条件的实际需要，采用了并流式的工艺流程。下面就此流程作一简要介绍。并流流程也称顺流加料流程（如图1），料液与蒸汽在效间同向流动。因各效间有较大的压力差，液料自动从前效流到后效，不需输料泵；前效的温度高于后效，料液从前效进入后效呈过热状态，过料时有闪蒸出现

5、。此流程有下面几点优点：①各效间压力差大，可省去输料泵；②有自蒸发产生，在各效间不必设预热管；③由于辅助设备少，装置紧凑，管路短，因而温度损失小；④装置操作简便，工艺条件稳定，设备维修工作减少。同样也存在着缺点：由于后效温度低、浓度大，因而料液的黏度增加很大，降低了传热系数。因此，本流程只适应于黏度不大的料液。2.２蒸发器简介随着工业蒸发技术的发展，蒸发设备的结构与型式亦不断改进与创新，其种类繁多，结构各异。根据溶液在蒸发中流动情况大致可分为循环型和单程型两类。循环型蒸发器可分为循环式、悬筐式、外热式、列文式及强

6、制循环式等；单程蒸发器包括升膜式、降膜式、升－降膜式及刮板式等。还可以按膜式和非膜式给蒸发器分类。工业上使用的蒸发设备约六十余种，其中最主要的型式仅十余种。本设计用了中央循环管式蒸发器，下面就其结构及特点作简要介绍。中央循环管式蒸发器又称标准蒸发器，如下图图2。图２中央循环管式蒸发器1-加热室2-分离室3-蒸发室其加热室由一垂直的加热管束（沸腾管束）构成，管束中央有一根直径较大的管子叫做中央循环管，其截面积一般为加热管束截面积的。加热管长一般为，直径，长径比为。其结构紧凑、制造方便、操作可靠，是大型工业生产中使用

7、广泛且历史长久的一种蒸发器。至今在化工、轻工等行业中广泛被采用。但由于结构上的限制，其循环速度较低（一般在以下）；管溶液组成始终接近完成液的组成，因而溶液的沸点高、有效温差小；设备的清洗和检修不够方便。其适用于结垢不严重、有少量结晶析出和腐蚀性较小的溶液。3三效并流蒸发设计计算三效并流蒸发设计计算按照图3进行计算。图３并流加料三效蒸发的物料衡算和热量衡算3.1　各效蒸发量和完成液组成的估计总蒸发量……………………………………...…（1）式中—原料液量，；—总蒸发量，；—原料液溶质的质量分率，无因次；—第Ⅲ效中完

8、成的产品质量分率，无因次。则：在蒸发过程中，总蒸发量为各效蒸发量之和，即……………………………………………….…（2）式中—各效的蒸发量，。且对于并流加料，因存在闪蒸现象，又蒸发中无额外蒸气引出，可取则，计算出各效的蒸发量：任一效中完成液的组成为………………………………………..………（3）式中—各效完成液溶质的质量分率，无因次。则，计算出各效的质量分率：３.２　各效溶液