【正文】 是研究的重點(diǎn)，其最佳化參數(shù)有 :效數(shù)、溫度差、濃度比、年經(jīng)營效用和總傳熱面積等。這些性質(zhì)對蒸發(fā)器的造型起著至關(guān)重要的作用。 其次，傳熱效果是選用和設(shè)計(jì)蒸發(fā)器應(yīng)考慮的重要問題，蒸發(fā)器所需傳熱面積的大小，決定著 7 設(shè)備費(fèi)用，在相同的額定生產(chǎn)負(fù)荷下，良好的傳熱效果可節(jié)約投資，而在設(shè)各面積一定的條件下又可提高生產(chǎn)能力?；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。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。若把二次蒸汽引 8 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)。 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。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唇溶劑的純熱溫差，而且溶液的濃度越高，這種影響也越顯著。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。 ② 進(jìn)入物料。 ⑨ 未轉(zhuǎn)化成尿素的 CO2均以氨基甲酸銨形式出塔。 103 = kg/h 放出 NH3 ： y = 17 247。 60 = kg/h ③ 一段蒸發(fā)器蒸汽組成： 蒸發(fā)蒸汽由夾帶的尿素在冷凝后進(jìn)入尾氣吸收塔并在解吸塔廢液中排出，根據(jù)物料平衡條件知該部分物料量如下： 尿素： kg/t t/h = kg/h 蒸發(fā)蒸汽中的 CO2為 ： 進(jìn)入量 + 生成量 = + 或 kg/h 蒸發(fā)蒸汽中的 NH3為 ： 進(jìn)入量 + 生成量 = + + = ++ = km/h=246kg/h ④ 一段蒸發(fā)后尿液組成： 14 尿液中的尿素：進(jìn)入量 － 反應(yīng)量 － 出量 = 22356 － － － = 尿液中的縮二尿： 進(jìn)入量 ＋ 生成量 = 151 ＋ = kg/h 或 km/h 尿液中的 H2O：濃度為 96 ％： 4 247。 = kg/h 或 km/h 蒸發(fā)蒸汽中的水： 進(jìn)入量 – 反應(yīng)量 – 出料量 = － － = kg/h 或 km/h 表 二段蒸發(fā)器物 料平衡表基準(zhǔn)（ 22831kg/h 尿素生產(chǎn)） 收入項(xiàng)目 kg/h km/h 支出項(xiàng)目 kg/h km/h 一段蒸發(fā)后尿液 二段蒸汽 17 尿素 20300 CO2 25 縮二脲 NH3 H2O H2O 尿素 22047 367 縮二脲 202 總計(jì) 18 第 6 章 蒸發(fā)系統(tǒng)熱量衡算 基準(zhǔn)溫度 25℃ ，考慮熱損失。 = kg/cm2 ％的尿素溶液在 150℃時(shí)的比熱為： CP = kcal/（ kg （ － 2 ） = 200 平 均： H2O/ NH3 = （ 65 ＋ 200）247。 2 = 進(jìn)料尿液中：水 /尿素 = 247。℃ ） Q3 = （ 130 25 ） = kcal/h ④ 尿素水解吸熱 由物料計(jì)算： 尿素水解量： kcal/h 甲銨生成熱： 38060 kcal/km 甲銨熔融熱： 4850 kcal/km 尿素生成熱： 6800 kcal/km Q4 = 247。 = kg/cm2（絕） ① 熔融尿素帶入熱量 1 k c a lQ = 3 0 6 2 9 9 .6 7 h ② 熔融尿素帶出熱量 取熔融尿素比熱 CP = kcal/（ Kg 475 = kg/h ⑧ 生產(chǎn)能力： kg/h ① 有效平均溫度差： 1212( ) ( )ln( 18 13 0) ( 18 14 0)18 13 0ln18 14 053 .73mt t t tttttt? ? ?????? ? ?????凝 凝凝凝℃ ② 殼程蒸汽冷凝給熱系數(shù)： 設(shè)管壁溫度 185℃ ，則冷凝液平均溫度： 185 1872? ? ℃ 在平均溫度 187℃時(shí)，水的物性數(shù)據(jù)： 密 度： 3880 kg m? ? 33 導(dǎo)熱系數(shù)： 0 .5 7 7 kcal mh? ? ??（ ℃ ） 黏 度： 621 5 1 0 kg s m? ? ??? （ ） 設(shè)管長： 2lm? 先計(jì)算定型準(zhǔn)數(shù)： 2323616 153600( P r )36 00 85 0 2 47 50. 57 7 15 10 3. 93. 14 10 10DlrGa Kt????? ? ?? ? ?? ? ?? ? ??? ? ?? ? ? 從而可得殼程蒸汽冷凝給熱系數(shù)： 122 31226236000 .0 6 8 ( )3 6 0 0 0 .5 7 7 8 8 0 4 7 50 .0 6 8 ( )1 5 1 0 3 .913320rtk c a lmh?????? ? ????? ? ?????? ??（ ℃ ） ③ 管程蒸汽冷凝給熱系數(shù)： 管內(nèi)尿液平均溫度： 130+140 = 1352 ℃ 管內(nèi)尿液平均濃度： + = 在 114 ℃時(shí)， 尿液物性數(shù)據(jù)： 密 度： 31217l kg m? ? 導(dǎo)熱系數(shù)： 0 .3 6 7l kcal mh? ? ??（ ℃ ） 表面張力 ： 34 ? ? 達(dá) 因 厘 米 比 熱 ： 0 .4 8 7l kca lC kg? ?（ ℃ ） 在 135 ℃， Mp(絕 )的蒸發(fā)蒸汽物性數(shù)據(jù)： 密度為： 032732 2 .4 ( 2 7 3 )4 4 .0 6 2 7 3 0 .0 3 42 .2 7 4 2 2 .4 ( 2 7 3 1 3 5 ) 1vMPtPkgm? ???? ? ????? ? ? ?? 蒸發(fā)潛熱： kcalH v= kg? 取 不銹鋼 ： ? 單位熱負(fù)荷： 243000 kcalq mh? ??（ ℃ ） 給熱系數(shù)： 0 . 6 9 0 . 3 1 0 . 3 3240 . 6 9 0 . 3 1 0 . 3 3420 . 2 2 5 ( ) ( ) ( 1 )Hv0 . 4 8 7 4 3 0 0 0 0 . 0 3 4 1 0 0 . 3 6 7 1 2 1 70 . 2 2 5 0 . 7 ( ) ( ) ( 1 )5 1 5 . 8 3 5 . 9 1 . 0 2 1 0 0 . 0 1 9 6= 1 9 6 7l l lvC q PCsk c a l m h????????? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ? ? ?????（ ℃ ） ④ 傳熱系數(shù) 不銹鋼管導(dǎo)熱系數(shù)： 15 K ca l mh? ? ??（ ℃ ） 管壁厚度 ： ?? 取污垢熱阻： mh kcal? ??? （ ℃ ） ⑤ 傳熱面積 35 21 4 9 1 3 8 . 98 0 0 5 3 . 7 53 . 4 7mQKtm? ? ??? ?? 取安全系數(shù) 有 21 . 2 1 . 2 3 . 4 7 4 . 1 6 4Sm? ? ? ? ? ? ① 名 稱：二段蒸發(fā)加熱器 ② 設(shè)備規(guī)格：立式列管型， D = 400 mm , H = 4214 mm 管 數(shù)： n = 51 根，列管φ 25 ，長 = 20xx mm ③ 傳熱面積： 10 m2 ④ 傳熱系數(shù)： 800 kcal/(m2蒸發(fā)的過程包含了濃縮，結(jié)晶，傳熱，傳質(zhì)等過程。 37 參 考 文 獻(xiàn) [1] 郭樹才，化肥工學(xué)從書 [M] ．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. [2] 劉家琪，分離過程 [M] 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， . [3] 袁翰青，莊禮文．《化學(xué)重要史實(shí)》 [M]．北京：人民教育出版社， 1989. [4]《大化肥基礎(chǔ)教材 尿素》 [M] ．四川 天然氣化工廠， 1991. [5] 大氮肥科技情報(bào)站．大氮肥信息 [J]． 20xx. [6] 陳敏恒，叢德茲 等 . 化工原理 (上、下冊 )(第二版 ). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx. [7] 大連理工大學(xué)化工原理教研室 . 化工原理課程設(shè)計(jì) . 大連：大連理工大學(xué)出版社， 1994. [8] 柴誠敬，劉國維，李阿娜 . 化工原理課程設(shè)計(jì) . 天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，1995. [9] 時(shí)鈞，汪家鼎等 . 化學(xué)工程手冊， 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ， 1996 年 . [10] 上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院 . 化工工藝設(shè)計(jì)手冊 (上、下 ). 北 京：化學(xué)工業(yè)出版社，1986.