化工設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)---管道設(shè)計(jì)計(jì)算-全文預(yù)覽
【正文】 壓力小于或等于0．6MPa。壓力很高時(shí)，如在合成氨、尿素和甲醇生產(chǎn)中，有的管子介質(zhì)壓力高達(dá)32MPa，一般選用材料為20鋼或15MnV的高壓無縫鋼管。鋼制管材中，先考慮采用碳鋼，不適用時(shí)再選用不銹鋼。該用耐酸不銹鋼的場合用了碳鋼就會(huì)直接影響壓力管道的正常運(yùn)行，甚至留下禍根。表6 主要管道尺寸的確定加熱管主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸料液輸送管道管徑加熱蒸氣與二次蒸氣輸送管道管徑冷凝水管道管徑在進(jìn)行壓力管道設(shè)計(jì)時(shí)，管徑經(jīng)計(jì)算確定以后，就要選擇管子的材料。3. 物性數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算圖6 并流加料三效蒸發(fā)的物料衡算及熱量衡算圖對三效蒸發(fā)器進(jìn)行物料衡算和熱量衡算，得到下述結(jié)果：表1 物料計(jì)算的結(jié)果效次ⅠⅡⅢ冷凝器加熱蒸汽溫度，0C操作壓力P39。第Ⅱ效料液的沸點(diǎn)較第Ⅰ效為低，故第Ⅰ效的完成液一進(jìn)入第Ⅱ效便成過熱狀態(tài)而立即蒸發(fā)出大量二次蒸汽，同理，該二次蒸氣作為加熱蒸汽進(jìn)入第Ⅲ效蒸發(fā)器，其冷凝水溫度進(jìn)一步降低，只能作為第Ⅰ 換熱器的熱源，對常溫下的原料液進(jìn)行初步的預(yù)熱。多效蒸發(fā)器工藝設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是物料衡算、熱量衡算及傳熱速率方程。通常，對于沸點(diǎn)升高較大的電解質(zhì)溶液，應(yīng)采取2～3效。溶液的循環(huán)流動(dòng)提高了沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，強(qiáng)化了蒸發(fā)過程。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，傳熱較好，操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛，有標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器之稱。 缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)時(shí)不易成膜，熱流量將明顯下降；不適用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)。（2）單程型蒸發(fā)器 特點(diǎn)：溶液以液膜的形式一次通過加熱室，不進(jìn)行循環(huán)。減壓操作時(shí)還需真空裝置。如何充分利用熱量，提高加熱蒸氣的利用率是蒸發(fā)操作要考慮的另一個(gè)問題。在加熱蒸氣溫度一定的情況下，蒸發(fā)溶液時(shí)的傳熱溫差必定小于加熱純?nèi)軇┑募儫釡夭?，而且溶液的濃度越高，這種影響也越顯著。在加壓蒸發(fā)中，所得到的二次蒸氣溫度較高，可作為下一效的加熱蒸氣加以利用。例如食鹽溶液，當(dāng)蒸發(fā)至27%左右的濃度即達(dá)飽和，若繼續(xù)蒸發(fā)，就有結(jié)晶析出；此結(jié)晶不便在效與效之間輸送，故可采用此種流程將含結(jié)晶的濃溶液自各效分別取出。逆流法的優(yōu)點(diǎn)在于溶液的濃度愈大時(shí)蒸發(fā)的溫度亦愈高，使各效溶液均不致出現(xiàn)粘度太大的情況，因而傳熱系數(shù)也就不致過小。其缺點(diǎn)則為最后一效的溶液的濃度較前一效的大，而溫度又較低，粘度增加顯著，因而傳熱系數(shù)就小很多。以三效為例加以說明，當(dāng)效數(shù)有所增減時(shí)，其原則不變。將多個(gè)蒸發(fā)器這樣連接起來一同操作，即組成一個(gè)多效蒸發(fā)器。按二次蒸汽的利用情況可以分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)，倘若將加熱蒸汽通入一蒸發(fā)器，則液體受熱而沸騰，所產(chǎn)生的二次蒸汽，其壓力與溫度比較原加熱蒸汽（生蒸汽）為低。蒸發(fā)器內(nèi)部有足夠的分離空間，以除去汽化的蒸汽夾帶的霧沫和液滴，或裝有適當(dāng)形式的除沫器以除去液沫，排出的蒸汽可回收熱量加以利用，或經(jīng)過冷凝器冷凝蒸發(fā)過程中經(jīng)常采用飽和蒸汽間壁加熱的方法，通常把作熱源用的蒸汽稱做一次蒸汽，從溶液蒸發(fā)出來的蒸汽叫做二次蒸汽?；どa(chǎn)中蒸發(fā)主要用于以下幾種目的：（1）獲得濃縮的溶液產(chǎn)品；（2）將溶液蒸發(fā)增濃后，冷卻結(jié)晶，用以獲得固體產(chǎn)品，如燒堿、抗生素、糖等產(chǎn)品；（3）脫除雜質(zhì)，獲得純凈的溶劑或半成品，如海水淡化。4. 主要輔助設(shè)備選型，包括氣液分離器及換熱器等。化工專業(yè)課程設(shè)計(jì) 中南民族大學(xué)化工專業(yè)課程設(shè)計(jì)學(xué)院： 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 專業(yè)：化學(xué)工程與工藝 年級(jí)：2011級(jí) 題目:KNO3水溶液三效蒸發(fā)工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：** 學(xué)號(hào)：****** 指導(dǎo)教師姓名：*** 職稱: 教授 2014年 12 月 29 日化工專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：KNO3水溶液三效蒸發(fā)工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)條件： 104 t/a KNO3水溶液；2. 設(shè)備型式 中央循環(huán)管式蒸發(fā)器；3. KNO3水溶液的原料液濃度為8%，完成液濃度為48%，原料液溫度為20℃，(kg. ℃)；4. 加熱蒸汽壓力為400kPa（絕壓），冷凝器壓力為20kPa(絕壓)；5. 各效加熱蒸汽的總傳熱系數(shù)：K1=2000W/（m2?℃）；K2=1000W/（m2?℃）；K3=500W/（m2?℃）；6. 各效加熱蒸汽的冷凝液均在飽和溫度下排出。3. 蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。工業(yè)上常用的濃縮方法是蒸發(fā)，蒸發(fā)是采用加熱的方法，使含有不揮發(fā)性雜質(zhì)（如鹽類）的溶液沸騰，除去其中被汽化單位部分雜質(zhì)，使溶液得以濃縮的單元操作過程。溶液在蒸發(fā)器內(nèi)因各處密度的差異而形成某種循環(huán)流動(dòng)，被濃縮到規(guī)定濃度后排出蒸發(fā)器外。真空蒸發(fā)有許多優(yōu)點(diǎn)：（1）在低壓下操作，溶液沸點(diǎn)較低，有利于提高蒸發(fā)的傳熱溫度差，減小蒸發(fā)器的傳熱面積；（2）可以利用低壓蒸氣作為加熱劑；（3）有利于對熱敏性物料的蒸發(fā)；（4）操作溫度低，熱損失較小。此時(shí)第二個(gè)蒸發(fā)器的加熱室便是第一個(gè)蒸發(fā)器的冷凝器，這就是多效蒸發(fā)的原理。
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