【正文】 又較低，其粘度則相對較大，使后效蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)較前效較小查閱相關(guān)資料后對各種蒸發(fā)流程做對比分析后知，順流蒸發(fā)時濃效液溫較低，對材質(zhì)要求較低，適合生產(chǎn)3040%堿液的中小型企業(yè)。若增加有效總溫差，就需要壓力較高的蒸汽，因此效數(shù)也是由所供蒸汽的壓力來決定的。 c. 刮板式蒸發(fā)器： 蒸發(fā)器外殼內(nèi)帶有加熱蒸汽夾套，其內(nèi)裝有可旋轉(zhuǎn)的葉片即刮板。 其結(jié)構(gòu)特點是在加熱室上增設(shè)沸騰室。這種循環(huán)，主要是由溶液的密度差引起，故稱為自然循環(huán)。 蒸發(fā)設(shè)備主要包括蒸發(fā)器，冷凝器和除沫器，工業(yè)上需要蒸發(fā)的物料有多種，它們的物性各不相同，為了適應(yīng)不同物料的加工要求，形成了多種形式的蒸發(fā)器。按操作的方式可以分為間歇式和連續(xù)式，工業(yè)上大多數(shù)蒸發(fā)過程為連續(xù)穩(wěn)定操作的過程。用物料計算的結(jié)果并綜合考慮能耗和總費用等問題，對工藝過程進(jìn)行一定的改進(jìn)和優(yōu)化后，再對設(shè)備的主要工藝尺寸進(jìn)行計算，以達(dá)到設(shè)計的要求；對輔助設(shè)備進(jìn)行設(shè)計選型，選出適合的設(shè)備。進(jìn)行蒸發(fā)操作的設(shè)備叫做蒸發(fā)器。（2）物料的工藝特性 蒸發(fā)的溶液本身具有某些特性，例如有些物料在濃縮時可能析出晶體，或易于結(jié)垢；有些則具有較大的黏度或較強(qiáng)的腐蝕性等。 特點：溶液在蒸發(fā)器中做循環(huán)流動，蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度基本相同，接近于完成液的濃度。由于環(huán)隙面積約為加熱管總截面積的100至150%，故溶液循環(huán)速度比標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器為大。由于成膜機(jī)理不同于升膜式蒸發(fā)器，故降膜式蒸發(fā)器可以蒸發(fā)濃度較高、粘度較大（～）、熱敏性的物料。隨著效數(shù)的增加，所節(jié)省的生蒸汽量不斷減小，同時各效所分配到的有效溫差，隨著效數(shù)的增加而減小，生產(chǎn)能力和強(qiáng)度也不斷降低。由于堿液與蒸汽為逆流流向，這樣可以使低粘度的堿液在低溫下沸騰，高濃度、高粘度的堿液在高溫下沸騰。所以將加熱蒸汽壓力作為控制值，然后調(diào)節(jié)蒸汽量是很必要的。由于︳P1＇P1 ︳/P1=P1＇, P2=P2＇, W1=Wl1,W2=Wl2, W3=WL3代入前面式開始重復(fù)上述計算，直至誤差全部在允許范圍內(nèi)為止。加熱室的內(nèi)徑取決于加熱管和循環(huán)管的規(guī)格，數(shù)目及在管板上的排列方式，才有作圖法確定。根據(jù)不凝性氣體和冷卻水的排除方式不同，淋水板式可分為并流低位冷凝器和逆流高位冷凝器。（1）加熱管管徑的確定： ，℃所以可以由《化工原理》查得生蒸汽的密度為：,流速一般為20～40m/s,取30m/s.則 Vs=D/e=（3600）= m3/s d=（4Vs/）1/2 =[4(30)]1/2 =圓整為200mm（2）二次蒸汽管管徑的確定：,溫度為：℃所以可以由《化工原理》查得生蒸汽的密度為： kg/m3,流速一般為60m/s. 則 Vs=W2/e=(3600) = m3/s d=（4Vs/）1/2 =[4(60)]1/2 =圓整為：350mm(3)法蘭，人孔，視鏡和手孔：設(shè)備中所有管路連接法蘭均要按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取，這里都選用HG501058平焊法蘭。℃) WL=[（）]/（20）=淋水板上孔數(shù) 取孔間距為（2～3）d0,每個小孔的淋水量 式中淋水孔的阻力系數(shù)=～，水流收縮系數(shù)=～取 =4=10mm = = V0=3600（2）1/2 =篩孔數(shù)為： =（1000） =取整52個。表42各種汽液分離器的特性[7]蒸汽冷凝器的作用是用冷卻水將二次蒸汽冷凝。管子長度的選擇應(yīng)根據(jù)溶液結(jié)垢的程度，溶液的起泡性和廠房高度等因素來考慮。表34計算數(shù)據(jù) 參數(shù) 一次計算 一次迭代 二次迭代 三次迭代 四次迭代X2Xs2Ws2X2＇Z〈 ，則X2= F2=F/X2=其中 NaOH Fa2 = = NaCl Fs2 = = kg/h H2O Fw2 = （）= kg/h則蒸發(fā)水量為： W2=Fw1Fw2+ W2＇ =+= kg/h對第二效列物料平衡表 如表35表 35第二效物料平衡 (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 合計 進(jìn)入蒸發(fā)器的物料：其中： NaOH kg/h NaCl H2O 洗滌水量 kg/h離開蒸發(fā)器的堿液： 13 其中： NaOH NaCl kg/h H2O 蒸發(fā)水量為： W3=+= kg/h析鹽量為：Ws3== kg/h表36第三效物料平衡 (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 合計 估算各效二次蒸汽壓力、溫度；選定加熱蒸汽壓力P0=（絕）和末效壓力P3=（絕），各效以等壓差進(jìn)行分配，即 △P=（P0P3）/3= P1=P0 △P== P2=P0 2△P== P3=P03△P==根據(jù)《化工原理》查得[6]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升高為: △0＇=+算得 △01＇= △02＇= △03＇=二次蒸汽壓力下沸點升高的修正系數(shù)為: 14f=(T＇+273)2/R二次蒸汽壓力下溶液沸點升高為: △＇=f△0＇則 △1＇=℃△2＇=℃ △3＇=℃因溶液液柱靜壓引起溫差損失（ △＇＇）：蒸發(fā)器操作時，溶液常呈氣液混合狀態(tài)，密度比較小，理論計算結(jié)果往往偏高，故根據(jù)經(jīng)驗選用： △1＇＇＝ △2＇＇＝ △3＇＇＝℃由于各效之間管路阻力引起的溫差損失：一般每兩效之間的損失可取為1℃蒸發(fā)器內(nèi)溶液的沸點等于蒸發(fā)室二次蒸汽溫度加上沸點升高值，則I效： tL= T1＇+△1＇+△1＇＇=++2=℃II效： t2= T2＇+△2＇+△2＇＇=++2=℃III效： t3= T3＇+△3＇+△3＇＇=++2=℃在蒸發(fā)過程中，NaOH溶液濃縮熱、鹽結(jié)晶析出熱與鹽泥帶出熱與總的熱量消耗相比約為1%左右，所以在計算時這部分熱量作為熱損失考慮。 但對于內(nèi)沸式蒸發(fā)器來說，當(dāng)生蒸汽壓力升高到一定程度時，堿液由泡核沸騰變?yōu)槟罘序v，汽膜的存在降低了堿液的傳熱系數(shù)，使裝置能力受到影響。 生產(chǎn)42%液堿，也大多采用雙效順流、三效四體兩段以及三效順流部分強(qiáng)制循環(huán)的流程。在多效蒸發(fā)器中，要求后一效的操作壓強(qiáng)和溶液的沸點較前一效低，因此引入前一效的二次蒸汽作為加熱介質(zhì)，這樣僅第一效需要消耗生蒸汽。料液經(jīng)預(yù)熱后由蒸發(fā)器底部引入，在加熱管內(nèi)受熱沸騰并迅速汽化，生成的蒸汽在加熱管內(nèi)高速上升，一般常壓下操作時適宜的出口汽速為20～50m/s，減壓下操作時汽速可達(dá)100至160m/s或更大些。循環(huán)速度的大小可通過泵的流量調(diào)節(jié)來控制。此外，設(shè)備的清洗和維修也不夠方便，所以這種蒸發(fā)器難以完全滿足生產(chǎn)的要求。本設(shè)計采用的是三效并流蒸發(fā)。因此，單效蒸發(fā)多為真空蒸發(fā)；多效蒸發(fā)的前效為加壓或常壓操作，而后效則在真空下操作。Diaphragm electrolysis was 11% of the lye, the use of threeeffect evaporation of the alkali concentration downstream 32% of the requirements. The design of the evaporation process by the total mass balance, the effective material balance, temperature loss calculations, heat balance, and multiple iterations required to achieve a certain degree of error is considered after the effective heat transfer area. The calculated results with the material and considering issues such as energy consumption and total cost of process improvement and optimization of a certain, then the main process on the size of the device calculated to meet the design requirements。 按操作壓力可以分為常壓、加壓或真空蒸發(fā)。二次蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝后直接排除。但是由于結(jié)構(gòu)上的限制，循環(huán)速度不大。此外，設(shè)備龐大，消耗的材料多，需要高大的廠房等。 缺點：設(shè)計或操作不當(dāng)時不易成膜，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)。這種蒸發(fā)器是一種利用外加動力成膜的單程型蒸發(fā)器，其突出優(yōu)點是對物料的適應(yīng)性很強(qiáng)，且停留時間短，一般為數(shù)秒或幾十秒，故可適應(yīng)于高粘度（如栲膠、蜂蜜等）和易結(jié)晶、結(jié)垢、熱敏性的物料。堿液蒸發(fā)工藝過程。母液送二效蒸發(fā)器。 8四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 蒸發(fā)過程工藝計算 [5]（1）產(chǎn)品 75kt/a （100%NaOH）（2）年作業(yè)時間 7100小時（3）原料堿：隔膜法電解工序來的原料液 NaOH NaCl H2O及其它 溫度11% 17% 72% 第一效沸點（4）三效順流蒸出來的堿液 NaOH NaCl H2O及其它32% 2% 67%（5）加熱蒸汽壓力：（絕）（6）末效二次蒸汽壓力：（絕）（7）產(chǎn)量75kt/a（100%NaOH） F=100001000/7100=1—3效流程示意簡圖如下： 圖31 三效順流流程簡 9（1） 在蒸發(fā)過程中由于堿液中的雜質(zhì)比較少可以忽略進(jìn)行計算，進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)的堿液量：