畢業(yè)設(shè)計(jì)---200kta燒堿裝置蒸發(fā)工段的初步設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-08-06 11:55本頁(yè)面
【正文】 0: 表2410 第三效物料平衡表 進(jìn) 入 蒸 發(fā) 系 統(tǒng)出 蒸 發(fā) 系 統(tǒng)堿液溶液NaOH30000堿液的量NaOH30000NaClNaClH2O蒸發(fā)水量H2O析鹽量合計(jì)合計(jì)、溫差損失計(jì)算1）估算各效二次蒸汽壓力（溫度）估算各效二次蒸汽壓力、溫度；選定加熱蒸汽壓力P1=（絕）和末效壓力P3=（絕），由于 P1＇= P2＇= P3＇=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＇=+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＇=7℃ △3＇=℃3）因溶液液柱靜壓引起溫差損失因溶液液柱靜壓引起溫差損失（ △＇＇）：蒸發(fā)器操作時(shí)，溶液常呈氣液混合狀態(tài)，密度比較小，理論計(jì)算結(jié)果往往偏高，故根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用 △1＇＇＝ △2＇＇＝ △3＇＇＝℃4）由于各效之間管路助力引起的溫差損失由于各效之間管路助力引起的溫差損失：一般每?jī)尚еg的損失可取為1℃5）各效溶液的沸點(diǎn)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騰升高值，因此一效： tL=T1+△1＇+△1＇＇=℃二效： t2=T2+△2＇+△2＇＇=℃三效： t3=T3+△3＇+△3＇＇=℃在蒸發(fā)過(guò)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(jì)算時(shí)這部分熱量作為熱損失考慮。另外，料液帶入熱量為： （ Fa/X0）Cp0T0=（FaCp0Cpw/X0Cpw）T01）蒸發(fā)水量即Fa/X0（kg）料液所含熱量相當(dāng)于FaCp0/X0Cpw（kg）水所含熱量，F(xiàn)aCp0/X0Cpw稱(chēng)為料液的當(dāng)量水量，下面進(jìn)行熱量衡算時(shí)以料液當(dāng)量水量代替料液量，先不記熱損失。對(duì)于第一效進(jìn)行熱量衡算。進(jìn)入蒸發(fā)器熱量新鮮蒸汽帶入熱量： D0H0料液帶進(jìn)熱量： （FaCp0/X0CpwWL2WL3+Wˊ）CpwtL2Cpo、Cpw分別為料液、水的定壓比熱容，kJ/（kg. ℃）Cpo、Cpw查《化工工藝手冊(cè)》 kJ/（kg. ℃）、 kJ/（kg. ℃）出蒸發(fā)器的熱量二次蒸汽帶出熱量： WL1H1蒸汽冷凝水帶出熱量： D0CPW T0出料液帶出熱量： （FaCp0/X0CpwWL1WL2WL3+Wˊ）CpwtL3根據(jù)熱量平衡，進(jìn)入蒸發(fā)器的等于離開(kāi)蒸發(fā)器的熱量則有D0H0+（FaCp0/X0CpwWL2WL3+Wˊ）CpwtL2= WL1H1+ D0CPW T0+（FaCp0/X0CpwWL1WL2WL3+Wˊ）CpwtL3則 WL1=D0（H0CPWT0）/（HCPWtL1）+（FaCp0/X0CpwWL2WL3+Wˊ）Cpw（tL2tL1）/（HCPWtL1）令： （H0CPWT0）/（H1CPWtL1）= RD/R1 （tL2tL1）/（H1CPWtL1）=N1 同理： （H1CPWT1）/（H2CPWtL2）= R1/R2（H2CPWT2）/（H3CPWtL3）= R2/R3 （tL3tL2）/（H2CPWtL2）=N2（tL0tL3）/（H3CPWtL3）=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η=：一效蒸發(fā)水量為： WL1=[D RD/R1 +（FaCp0/X0CpwWL2WL3+Wˊ）Cpw N1]η1同理二、三效蒸發(fā)水量為 WL2=[ WL1R1/R2 +（FaCp0/X0CpwWL3+Wˊ）Cpw N2]η2 WL3=[ WL2R2/R3 +（FaCp0/X0Cpw）Cpw N3]η3RD/R1= R1/R2=R2/R3=N1 =（）/= N2=（）/= N3=（）/=將其數(shù)代入前面的式子得： WL1=[RD/R1D+（FaCp0/X0CpwWL2WL3+Wˊ）Cpw N1]η1 WL2=[ WL1R1/R2 +（FaCp0/X0CpwWL3+Wˊ）Cpw N2]η2 WL3=[ WL2R2/R3 +（FaCp0/X0Cpw）Cpw N3]η3解之上述方程組的： D= kg/h WL1= kg/h WL2= kg/hWL3= kg/h2）總的有效溫差及其在各效的分配（1）總有效溫差等于新鮮蒸汽與三效二次蒸汽的溫差與總的溫差損失之差，即：∑△t=TTK∑△＇∑△＇＇∑△＇＇＇ = =65℃各效傳熱量：一效： Q1===二效： Q2===45694009W三效： Q3===（2）有效在各效中的分配，蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)： K1=4610W/（m2K） K2=3210W/（m2K） K3=2760W/（m2K）由于 ∑△t=Q1/K1A1+Q2/K2A2+Q3/K3A3由于在三效逆流過(guò)程中三效的傳熱面積比其為：：1：1設(shè)A3=A則有A2=A、A1=則 ∑△t=（Q1/+Q2/K2+Q3/K3）/A同上解之得： △t1=℃ △t2=℃ △t3=℃（3）各效溶液的沸點(diǎn)及各效的二次蒸汽溫度。 Ⅰ效溶液沸點(diǎn)： t1=T0△t1=℃Ⅰ效二次蒸汽溫度： T1＇=t1△＇△＇＇=℃Ⅱ效溶液沸點(diǎn)： t2=T＇11△t2=℃Ⅱ效二次蒸汽溫度： T2＇=t2△＇△＇＇=℃Ⅲ效溶液沸點(diǎn)： t3=T2＇1△t3=℃ 相應(yīng)的二次蒸汽壓強(qiáng)查《化工原理》得 PL1＇= PL2＇=，℃誤差條件：︳PL1＇P1＇ ︳/P1＇=Z1= , ︳PL2＇P2＇ ︳/P2＇=0Z1 =, ︳WL1W1 ︳/W1=Z2= , ︳WL2W2 ︳/W2=Z2= , ︳WL3W3 ︳/W3=Z2=0.由于上面的五個(gè)式子都達(dá)到了誤差允許范圍內(nèi)。所以不在重復(fù)計(jì)算。五、 閃蒸效 。鹽量≤則 在閃蒸效的蒸發(fā)水量為： kg/h 析鹽量為： kg/h完成液的量為：62500kg/h 其中： NaOH 62500=30000 kg/h NaCl 62500= kg/h H2O 62500= kg/h則 最后的堿液的量為： 由于在蒸發(fā)過(guò)程堿的損失其中回收鹽水中的NaOH的含量約為[3] NaOH≤2g/L NaCl≥22g/L既在回收鹽水中 NaOH % NaCl 22%由于在整個(gè)過(guò)程中回收鹽的總量為：則損失的堿量為： = kg/h另外其他的損失量取成品堿的1%左右， 則堿的損失量為： 30000=300 kg/h 完成液中的堿量為： = kg/總蒸發(fā)過(guò)程的參數(shù)如下表： 表251 蒸發(fā)過(guò)程參數(shù)表名稱(chēng)單位一效 二效三效閃蒸效加熱蒸汽壓力MPa加熱蒸汽溫度℃堿液的沸點(diǎn)℃二次蒸汽壓力MPa二次蒸汽溫度℃生蒸汽用量Kg/h蒸發(fā)水量Kg/h析鹽量Kg/h堿濃度%48傳熱面積M2 第三章 蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)和輔助設(shè)備設(shè)計(jì)環(huán)保與安全設(shè)計(jì)評(píng)述設(shè)計(jì)評(píng)述參考文獻(xiàn)[1]涂偉萍，陳佩珍，. 北京:化工工業(yè)出版社，2000[2]. 北京:化工工業(yè)出版社，1990[11]（上、下冊(cè)）.天津:天津大學(xué)出版社，1999[4][日]. 北京:石油工業(yè)出版社，1982[5]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003[6]陸忠興,. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1995[7]《化學(xué)工程手冊(cè)》. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1985[8]《化學(xué)工程手冊(cè)》. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社1980[9]李功樣，陳蘭英，:東南理工大學(xué)出版社，2003[10]:化學(xué)工業(yè)出版社，1980[11]:化學(xué)工業(yè)出版社，2001[12]葛婉華，:化學(xué)工業(yè)出版社，1990[13]顧致謝四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
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