【正文】 析鹽量 合計(jì) 合計(jì) （4）溫差損失計(jì)算：①估算各效二次蒸汽壓力：根據(jù)《化工原理》查得P1=(絕) T1＇=℃ 　　r1＇=P2=(絕) T2＇=℃ r2＇=P3=(絕) T3＇=℃ r3＇=②溶液中因溶質(zhì)濃度引起的溫度損失： 常壓下溶液的沸點(diǎn)升高為:△0＇=+算得 △01＇= △02＇= △03＇=二次蒸汽壓力下沸點(diǎn)升高的修正系數(shù)為: f=(T＇+273)2/R二次蒸汽壓力下溶液沸點(diǎn)升高為: △＇=f△0＇則 △1＇=℃△2＇=℃ △3＇=℃③各效溶液的沸點(diǎn)：蒸發(fā)器內(nèi)溶液的沸點(diǎn)等于蒸發(fā)室二次蒸汽溫度加上沸點(diǎn)升高值，則I效： tL= T1＇+△1＇+△1＇＇=++2=℃II效： t2= T2＇+△2＇+△2＇＇=++2=℃III效： t3= T3＇+△3＇+△3＇＇=++2=℃（t1t2）/ R2=N2 （t2t3）/ R3 =N3考慮熱損失，溶液濃縮熱等都記入熱損失中，故取熱利用系數(shù)為[3]η=～：取經(jīng)驗(yàn)值為η1= η2=η3=η=一效蒸發(fā)水量為： Wl1=[D RD/R1 +（FCp0/X0Cpw+W1ˊ）Cpw N1] η1同理二、三效蒸發(fā)水量為： Wl2=[ Wl1R1/R2 +（FCp0/X0CpwWl1+W2ˊ）Cpw N2] η2 Wl3=[ Wl2R2/R3 +（FCp0/X0Cpw Wl1 Wl2+ W3ˊ）Cpw N3] η3 20由于 R0/R1= R1/R2=R2/R3=沸點(diǎn)進(jìn)料 N1=0N2=（）/= N3=（）/=將其數(shù)代入前面的式子得： Wl1= Wl2=[ Wl1R1/R2 +（FCp0/X0Cpw+W1ˊ）Cpw N2] η2 Wl3=[ Wl2R2/R3 +（FCp0/X0Cpw Wl1 Wl2+ W3ˊ）Cpw N3] η3解之上述方程組的： D=Wl1=Wl2=Wl3=（5）熱量衡算：①蒸發(fā)水量對(duì)于第一效進(jìn)行熱量衡算。 Ⅰ效溶液沸點(diǎn)： t1=T0△t1==158℃Ⅰ效二次蒸汽溫度： T1=t1△1＇△1＇＇==℃Ⅱ效溶液沸點(diǎn)： t2=T11△t2==℃Ⅱ效二次蒸汽溫度： T2=t2△2＇△2＇＇==℃Ⅲ效溶液沸點(diǎn)： t3=T21△t3==℃ 相應(yīng)的二次蒸汽壓強(qiáng)查《化工原理》得 P1＇= P2＇=，℃誤差條件：︳P1＇P1 ︳/P1Z1 , ︳P2＇P2 ︳/P2Z1 , ︳WL1W1 ︳/W1Z2 , ︳WL2W2 ︳/W2Z2 , ︳WL3W3 ︳/W3Z2 ,Z、分別為計(jì)算精度。表32計(jì)算數(shù)據(jù)參數(shù) 一次計(jì)算 一次迭代 二次迭代 三次迭代X1Xs1Ws1X1＇Z 11 〈，所以 X1=則 F1=F/X1=其中： NaOH Fa1== kg/h NaCl Fs1 == kg/h H2O Fw1 == kg/h析鹽量 Ws1=Fs Fs1== kg/h蒸發(fā)水量 W1= FwFw1+ W1＇=+= kg/h表33第一效物料平衡(單位：kg/h) 進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng) 出蒸發(fā)系統(tǒng)電解堿液 蒸發(fā)堿液NaOH NaOH NaCl NaCl H2O H2O 洗滌水量 蒸發(fā)水量 析鹽量 合計(jì) 合計(jì) 估算第二效的堿液的濃度為X2=F/（F1W2+ W2＇）=（+）= 則可由下列關(guān)聯(lián)式算出NaOH的濃度： 由于其溶液的沸點(diǎn)〉75 ℃ ，則采用： Xs2=++ 則 X2=由于在蒸發(fā)過程中NaCl在溶液中始終處于飽和狀態(tài)，所以析鹽量為：Ws2= Fs1F/X2Xs2 = = kg/h核算堿液濃度： X2＇=F/（F1W2Ws2+W2＇） =（+） =假設(shè)相對(duì)誤差Z=，若︳X2＇X2 ︳/X2〉Z，則重新設(shè)X2= X2＇，代入上式 12重復(fù)上述計(jì)算，直至誤差在允許范圍內(nèi)為止，算得二效的濃度和析鹽量。由于真空度的逐步提高，二次蒸汽飽和溫度的降低幅度變大，因此，提高真空度能增加總有效溫度差。對(duì)于自然循環(huán)蒸發(fā)器，如液位過高，經(jīng)加熱室后過熱料液的閃蒸過程，可能大部分從沸騰室移至蒸發(fā)室，不能充分利用循環(huán)管中無汽泡料液與沸騰室中汽液混合物的重度差所提供的循環(huán)推動(dòng)力，會(huì)降低循環(huán)速度。反之，則降低。（1）生蒸汽壓力[4] 生蒸汽是電解堿液蒸發(fā)的熱源，較高的生蒸汽壓力可以使蒸發(fā)系統(tǒng)獲得較大的溫差，使裝置具有較大的生產(chǎn)能力。 電解液經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入一效蒸發(fā)器，自然循環(huán)加熱蒸發(fā)，濃縮后的堿液靠壓差順次過料到下一效，由三效出料至濃堿液貯槽，然后再進(jìn)行冷卻澄清。 并流流程的優(yōu)點(diǎn)是：后效蒸發(fā)室壓力較前效低，前效溶液可籍壓差流入后效，無需用泵輸送。 逆流加料流程的主要優(yōu)點(diǎn)是：隨著溶液的濃度逐效提高，溶液的溫度也在不斷的提高，因此各效的粘度比較接近，各效的傳熱系數(shù)也大致相同。 生產(chǎn)30%液堿，大多采用雙效順流，以及三效順流流程。從基建投資、能耗以及維修等綜合比較，裝置規(guī)模在日產(chǎn)燒堿450噸以上時(shí)才采用四效。溫度差損失是限制效數(shù)的主要因素。但在實(shí)際蒸發(fā)內(nèi)由于存在上述因素，則多效蒸發(fā)時(shí)，便達(dá)不到上述的經(jīng)濟(jì)性。此外，其處理量很小且制造安裝要求高 6四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 工藝流程的確定 選定工藝流程電解堿液蒸發(fā)常在多效蒸發(fā)裝置中進(jìn)行，采用多效蒸發(fā)器的目的，是為了減少加熱蒸汽的耗量。料液由蒸發(fā)器上部沿切線方向加入（亦有加至與刮板同軸的甩料盤上的）。溶液不循環(huán)帶來好處有：（1）溶液在蒸發(fā)器中的停留時(shí)間很短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)；（2）整個(gè)溶液的濃度，不象循環(huán)型那樣總是接近于完成液的濃度，因而這種蒸發(fā)器的有效溫差較大。 b. 降膜式蒸發(fā)器 ：降膜式蒸發(fā)器和升膜式蒸發(fā)器的區(qū)別在于，料液是從蒸發(fā)器的頂部加入，在重力作用下沿管壁成膜狀下降，并在此過程中蒸發(fā)增濃，在其底部得到濃縮液。常用的加熱管直徑為25～50mm，管長(zhǎng)和管徑之比約為100～150。（2）單程型蒸發(fā)器在這種蒸發(fā)器中，溶液的循環(huán)主要依靠外加的動(dòng)力，用泵迫使它沿一定方向流動(dòng)而產(chǎn)生循環(huán)。另外，這種蒸發(fā)器的循環(huán)管的截面積約為加熱管的總截面積的2～3倍， m/s以上，故總傳熱系數(shù)亦較大。 ： 上述的自然循環(huán)蒸發(fā)器，其循環(huán)速度不夠大。溶液沿加熱管中央上升，而后循著懸筐式加熱室外壁與蒸發(fā)器內(nèi)壁間的環(huán)隙向下流動(dòng)而構(gòu)成循環(huán)。這是循環(huán)式蒸發(fā)器的共同缺點(diǎn)。 　　為了使溶液有良好的循環(huán)，中央循環(huán)管的截面積一般為其它加熱管總 4截面積的40～100%；加熱管高度一般為1～2m；加熱管直徑在25～75mm之間。：也是標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器，它的加熱室由垂直管束組成，中間有一根直徑很大的中央循環(huán)管，其余管徑較小的加熱管稱為沸騰管。若對(duì)產(chǎn)生的二次蒸汽不再利用，而是直接送往冷凝器被除去，為單效蒸發(fā)；若把在高壓下的蒸發(fā)器內(nèi)的二次蒸汽直接送往另一壓力較低的蒸發(fā)器中作為加熱蒸汽，如此類推，把多個(gè)操作壓力大小不同，并按順序排列的蒸發(fā)器連接起來，可組成多效蒸發(fā)。加熱室中通常用飽和水蒸氣加熱，從溶液中蒸發(fā)出的二次蒸汽在分離室中與溶液分離后引出。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┑臒釡夭?，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。若把二次蒸汽引至另一操作壓力較低的蒸發(fā)器作為加熱蒸氣，并把若干個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)組合使用，這種操作稱為多效蒸發(fā)。蒸發(fā)器內(nèi)備有足夠的分離空間，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，排出的蒸汽如不再利用，應(yīng)將其在冷凝器中加以　冷凝。化工生產(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。 關(guān)鍵字：蒸發(fā)器，三效順流，燒堿蒸發(fā) 1 Abstract , 四川理工學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 75Kt/a燒堿蒸發(fā)工段工藝設(shè)計(jì)學(xué) 生：吳斌華 學(xué) 號(hào)：08032050214 專 業(yè)：應(yīng)用化工技術(shù)班 級(jí)： 指導(dǎo)教師：向群 四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程系二OO一O年六月 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄目 錄 摘要 1概述 3 3 3 4 4 7 7 8 8 8 9 9 9 10 第一效物料衡算 11 12 13 14 估計(jì)各效二次蒸汽壓力 14 溶液中因溶質(zhì)濃度引起的溫度損失 15 15 15 15 15 蒸發(fā)水量 16 總的有效溫差及在各效中的分配 17 17 17 22 24 I 計(jì)算各效加熱面積 25 最終計(jì)算結(jié)果 264蒸發(fā)裝置結(jié)構(gòu)計(jì)算 27 27 27 27 27 28 28 29 33 335設(shè)備一覽表 34設(shè)計(jì)評(píng)述 35參考文獻(xiàn) 36致謝 37附 38 II四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要摘 要 隔膜法電解制得的11%的堿液，采用三效順流蒸發(fā)使堿液濃度達(dá)到32%的要求。最后繪制出帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，見附圖。蒸發(fā)操作廣泛用于濃縮各種不揮發(fā)性物質(zhì)的水溶液，是化工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中較為常見的單元操作。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。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)，若產(chǎn)生的二次蒸汽不加利用，直接經(jīng)冷凝器冷凝后排出，這種操作稱為單效蒸發(fā)。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