【正文】 的沸點下加入蒸發(fā)器。第一效加熱室 ,蒸汽絕對壓強 200 kpa，冷凝器中真空度 80 kPa，即絕壓為 20 kPa，各效傳熱系數(shù)分別為 K1=11506 kg/(m2℃ h)， K2 = kg/(m2℃ h)，原料液比熱系數(shù)為 kJ/(kg﹒ ℃ )，估計加熱管內(nèi)液面高度為 m，各效溶液密度 1? = kg/m179。, 2? = kg/m179。,各效冷凝液在飽和溫度下排出。 總蒸發(fā)量 W： 估計各效溶液濃度，計算各效完成濃度時須知到 各效的蒸發(fā)量，但計算時由于數(shù)據(jù)不足，無法用焓衡算求各效蒸發(fā)量，一般先按實踐數(shù)據(jù)加以估計。 浸液量： 濃縮液： 水分蒸發(fā)量： W = =300 kg/h 取各效水分蒸發(fā)量之比為： 1W ： 2W ： 3W =1： ： 即 ： 1W = W/=300/= 2W ==100 kg/h 3W = = kg/h 各效濃度 （含 0B 、 1B 、 2B 、 3B ，分別為一、二、三效濃度） 1B = S 0B /（ S 1W ） = %/（ ） =% 2B = S 0B /（ S 1W 2W ） =%/（ ） = % 3B = S 0B /（ S 1W 2W 3W ） = %/（ ） = % 32 各效溶液沸點有效溫度差 取三效壓降相等，末效分離室 、真空度 643 mmHg,加熱蒸氣壓 MPa, 故壓降為： ? Ph = [2(760643)/760]表 三效蒸發(fā)參數(shù) 效 數(shù) 序 列 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 加熱蒸汽 壓強， kPa 200 溫度， ℃ 80 汽化熱 kJ/kg 2246 2302 二次蒸汽 壓強， kPa 溫度， ℃ 81 汽化熱 kJ/kg 2666 2646 2549 溫度差損失 ?? ， ℃ ?? ， ℃ 3 ?? ， ℃ 1 1 溶液沸點 t， ℃ 84 有效溫度差， ℃ 取 ① 一、二、三效沸點升高分別為 4 ℃ ② 管路溫度損失 1～ 2 效 1℃ ， 2～ 3 效 1 ℃ ,計 2 ℃ ③ 靜壓溫度損失不考慮 ∴ ?? =2+3+4+2=11 ℃ ④ 總有效溫度差： ??? == ℃ 加熱蒸氣消耗量 絕干工業(yè)單寧酸比熱 c = kcal/(kg﹒ ℃ )= kJ/(kg﹒ ℃ ) 原料液 0c =(%)+% = kJ/(kg﹒ ℃ ) Ⅰ 效： 1c =(%)+% = kJ/(kg﹒ ℃ ) Ⅱ 效： 2c =(%)+% = kJ/(kg﹒ ℃ ) Ⅲ 效 : 3c =(%)+% = kJ/(kg﹒ ℃ ) 效正各效所需蒸氣量 Ⅰ 效 ： 33 00Fct 1c 1t + 1D 1r = (F 1W ) 11ct + 39。11WH +2246 1D = () +2666 1D =Ⅱ 效 ： （ F 1W ） 1c 1t + 2D 2r =(F 1W 2W ) 22ct + 39。22WH () + 2D = () 84+100)2642 2D =Ⅲ 效 : （ F 1W 2W ） 22ct + 3D 3r =(F 1W 2W 3W ) 33ct + 39。33WH ()84+ 3D = ())+2594 3D = kg/h 各效傳熱面積 1S = 1Q /（ 1K t 1） = 11Dr/（ 1K t 1） = 2246/（ 11506） = 2m 2S = 2Q /（ 2K t 2） = 22Dr/（ 2K t 2） = （ ） = 2m 3S = 3Q /（ 3K t 3） = 33Dr/（ 3K t 3） = 2302/（ ） = 2m 重新分配有效溫度差 S =（ 11St + 22St + 33St ） /∑? t =（ ++） /（ ++） = 2m ? t1′ = 11St /S = ? ℃ ? t2′ = 22St /S =? ℃ ? t3′= 33St /S = ℃ 由此計算，各效溫度差損失及沸點 Ⅲ 效 : 39。3? = 4 ℃ ， 39。39。3? =1 ℃ ， 3t = ℃ 34 加熱蒸氣： 3T = 3t + 39。3t = + = ℃ Ⅱ 效 : 39。2? = 3 ℃ ， 39。39。2? = 1 ℃ 二次蒸氣： 39。2T = 3T + 39。39。2? = +1 = 6 ℃ 加熱蒸氣： 2T = 2t + 39。2t = 84+=℃ 溶液沸點： 2t =84 ℃ Ⅰ 效： 39。1? =2 ℃ ， 39。39。1? =1 ℃ 二次蒸氣： 39。1T = 2T + 39。39。1? =+1 = ℃ 加熱蒸氣： 1T = ℃ 溶液沸點： 1t = = ℃ 校正各效工藝條件 表 校正各效工藝條件 參數(shù) 效數(shù) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 加 熱 蒸 汽 壓強， kPa 200 溫度， ℃ 汽化熱， kJ/kg 2246 2264 二 次 蒸 汽 壓強， kPa 溫度， ℃ 汽化熱， kJ/kg 620 溫 度 差 損 失 ?? ， ℃ ?? ， ℃ 3 ?? ， ℃ 1 1 溶液沸點 t， ℃ 84 有效溫度差， ℃ 5 效正各效蒸氣熱量 Ⅰ 效： 35 00Fct 1c 1t + 1D 1r = (F 1W ) 11ct + 39。11WH +2246 1D = () + 1D = kg/h Ⅱ 效： （ F 1W ） 1c 1t + 2D 2r = (F 1W 2W ) 22ct + 39。22WH ()+2264 2D = () 84+100 2D =Ⅲ 效： （ F 1W 2W ） 22ct + 3D 3r = (F 1W 2W 3W ) 33ct + 39。33WH ()84+ 3D = () + 3D =重新分配： 1S = 1Q /（ 1K t 1） = 11Dr/（ 1K t 1） =2246/（ 115065） = 2m 2S = 2Q /（ 2K t 2） = 22Dr/（ 2K t 2） =2264/（ ） = 2m 3S = 3Q /（ 3K 3t ） = 33Dr/（ 3K 3t ） =（ ） = 2m 取平均面積： 2m ， 取安全系數(shù) 30% 則有： S= = 2m 圓整為 S=6 2m 確定蒸發(fā)器主要工藝尺寸 ①加熱室 用直徑為 Φ252 mm，長為 2 m的無縫鋼管（ 304） 則管數(shù)： n = S/πd0L 36 = 5(2) = 取 : n =38 根。 加熱管按正三角形 排列，取管心距 t為 45mm，則橫過管束中心線上的管數(shù)： nc = (n)1/2 = 取整為： 7 根 則加熱室內(nèi)徑： Di = t (nc1)+2b′, 取 ： b′= ∴ Di = 45（ 7－ 1）＋ 225 = 345 mm 圓整?。?DN = 600 mm ② 循環(huán)管 據(jù)經(jīng)驗值，取循環(huán)管截面積為加熱管總截面積的 80％， 即 ： π/4di2 = 38 ()2 = m2 所以循環(huán)管直徑 di = [(π/4)]1/2 = m 圓整取： di = 120 mm 即選 DN121 的標準不銹鋼管 ③ 分離室 分離效果： 600~900㎏ /㎡ 二次蒸汽 量 ： ㎏ /h ㎡ (π/4) D2 = D = m 取安全系數(shù) 30%， D= = m 圓整 D=1200 mm, 壁厚 ? =8 mm。 取分離室的高度為 m。 37 校核： 查表得（ 760643 mmHg）二次蒸汽的密度 ρ= kg/m3， 則二次蒸汽的體積流量為： Vs = (3600) = 取允許的蒸發(fā)體積強度為 m3/( m2s)； 由于（ π/4） D i2H =Vs/Vs′ 則二效分離室直徑為： Di = [Vs/（ π/4HVs′） ]1/2=[4/（ ） 1/2] = m 取安全系數(shù)為 30％， Di = = m 則分離室直徑?。?DN = 1200 mm，壁厚 ? =3 mm 表面冷凝器（流程號 34） 采用浮頭式列管換熱器，其設(shè)計計算如下： 二 次蒸汽溫度： ℃ , 汽化熱 ： r? = 620 kJ/kg 假設(shè)二次蒸汽 冷凝水 溫度降到 50 ℃ 冷卻水進出口溫度： t1 = 20 ℃ t2 = 50 ℃ 傳熱系數(shù)： K=1000 W/（ m2℃ ） 取 100％的二次蒸汽量由表面冷凝器來冷凝。 傳熱量： Q = W2（ r? r? ） =100（ ） = kJ/ h 兩流體平均溫度（逆流）： ? t1 = 39。1T － t2 = － 50 = ℃ ? t2 = T2－ t1 38 = 50－ 20 = 30 ℃ ? tm = (? t1－ ? t2) / ln(? t1/? t2) = ℃ 傳熱面積 S = Q / K? tm = / (1100) = m2 K ：傳熱系數(shù) 1100 W/（㎡ ℃ ） 取安全系數(shù)為 20%， S= = ㎡ 圓整 S=4 ㎡ 冷卻水量： c1W = Q/ pc1C （ t2t1） = （ 30） = 490 kg/h 選型： 查《化工工藝設(shè)計手冊》表 35—119 表 49 表面冷凝器參數(shù) 公稱直徑， mm 273 管子尺寸 ， mm ? 25 D， mm 25 換熱面積， m2 4 管數(shù) n，根 38 中心排管數(shù) nc，根 7 管