年处理量3.5万吨氯化钾溶液双效蒸发工艺及设备设计毕业论文.doc

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1、年处理量3.5万吨氯化钾溶液双效蒸发工艺及设备毕业论文2文献综述22.1氯化钾的物性22.2氯化钾的利用22.3氯化钾的制取22.4蒸发设备简述32.5单效蒸发与多效蒸发32.6强制循环蒸发器及其工作原理42.7工艺流程选择53蒸发工段物料衡算与热量衡算53.1物料衡算53.2热量衡算63.2.1各效参数估算63.2.2各效沸点和有效传热温差的计算64管径的选择84.1Ⅰ效接管直径84.1.1加热室84.1.2分离室94.2Ⅱ效接管直径94.2.1加热室94.2.2分离室105预热器的设计115.1预热116蒸发器工艺尺寸的计算116.1加热管的选择和管数的初步估计116.2

2、加热室直径及加热管数目的确定126.3加热室壁厚计算及水压试验校核136.3.1Ⅰ效设计条件136.3.2蒸发器壁厚计算及水压试验校核136.4管板和折流板的选择156.5拉杆和定距管的选择156.6补强计算156.6.1补强方法判别166.6.2开孔所需补强面积166.6.3有效补强范围166.7支座的选取186.8分离室的设计186.8.1分离室直径的确定186.8.2一效分离室设计计算196.8.3补强计算226.8.4二效分离室设计计算247大气冷凝器的设计267.1需用冷却水量267.2直接冷凝器的筒体直径277.3各管口直径277.4冷凝器的安装高度277.5淋水

3、板的设计277.5.1淋水板数277.5.2淋水板间距277.5.3弓形淋水板宽度b287.5.4淋水板的堰高h287.5.5淋水孔径d287.5.6淋水孔数n288泵的选型28总结30参考文献31致谢331引言蒸发是分离液相均一系（溶液）的单元操作之一。这种操作是将溶液加热，使其中部分（或全部）溶剂气化并不断除去，以提高溶液中的溶质浓度。被蒸发的溶液由挥发性的溶剂和不挥发的溶质所组成，因此蒸发也是挥发性溶剂和不挥发溶质的分离过程。用来实现蒸发操作的设备称为蒸发器.蒸发按操作温度可分为自然蒸发和沸腾蒸发。自然蒸发是溶液中的溶剂在低于沸点时汽化，溶剂的汽化仅发生在溶液的表面，自

4、然蒸发速率缓慢。沸腾蒸发是使溶液中的溶剂在沸点时汽化，在汽化过程中，溶液呈沸腾状态，溶剂的汽化不仅发生在溶液表面，而且发生在溶液内部，因此，沸腾蒸发的速率远大于自然蒸发的速率。工业上的蒸发操作大多采用沸腾蒸发。蒸发操作总是从溶液中分离出部分（或全部）溶剂。常见的蒸发过程实际上是通过传热壁面的传热，使一侧的蒸汽冷凝而另一侧的溶液沸腾，溶剂的汽化速率由传热速率控制，所以蒸发属于传热过程。但蒸发又有别于一般的传热过程，具有下述特点：(1)传热性质：传热壁面一侧为加热蒸汽冷凝，另一侧为溶液沸腾，所以属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程。(2)溶液性质：在蒸发过程中溶液的黏度逐渐增

5、大，腐蚀性逐渐加强。有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢、易产生泡沫，在高温下易分解或聚合。(3)溶液沸点的改变：含有不挥发溶质的溶液，其蒸气压较同温度下溶剂的蒸气压低。换句话说，在相同压强下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸点，所以当加热蒸汽的压强一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发溶剂时的温度差。溶液浓度越高这种现象越显著。(4)泡沫夹带：溶剂蒸汽中夹带大量泡沫，冷凝前必须设法除去，否则不但损失物料，而且污染冷凝设备。(5)能源利用：蒸发时产生大量溶剂蒸汽，如何利用溶剂的汽化热，是蒸发操作中要考虑的关键问题之一。2文献综述2.1氯化钾的物性白色结晶或结晶性粉末。有苦咸味。有吸

6、湿性。1g溶于2.8ml水、1.8ml沸水、14ml甘油、约250ml乙醇，不溶于乙醚、丙酮和盐酸。钠和镁的氯化物，能降低其在水中的溶解度。15℃饱和水溶液的相对密度为1.172，pH约为7。相对密度1.98。熔点770℃。沸点1500℃(部分升华)。有刺激性。2.2氯化钾的利用氯化钾既是一种重要的钾肥,又是重要的化工原料。在化学工业中,它用于制造各种钾,在电解抓化镁制金属镁时,作为配制电解液的成分之一。它在医药上用作利尿剂,也被用于电镀、冶金、照相等行业中(营养增补剂；胶凝剂；代盐剂；酵母食料；与食盐一样可用于农产品、水产品、畜产品、发酵品、调味品、罐头、方便食品的调味剂等

7、。也用于强化钾（供人体电解质用）配制运动员饮料等。可强化凝胶作用)。注射氯化钾溶液可以使心脏停止跳动,在中国和美国,氯化钾和硫喷妥钠,泮库溴铵一起用于注射死刑。在农业上氯化钾是制造各种钾肥的基本原料,尤其是近年以来已成为钾复肥的一个重要复配原料。随着工农业的发展,氯化钾的年需求量逐年上升。所以加大氯化钾生产的开发力度,对促进我国经济有重大意义。2.3氯化钾的制取世界上用于生产叙化钾的原料绝大多数是水溶性的钾盐矿钾石盐（KCl+NaCl）或光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）。目前国内外从含钾卤水中回收