【正文】 （ 1）物料計(jì)算結(jié)果： 將 WL1=Wl1=代人公式算得： X1= F1=F/X1=表 310第一效的物料平衡 (單位： kg/h) 進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng) ?，F(xiàn)在定為 。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： （ FCp0Cpw/X0Cpw） T0 洗滌水帶入熱量： WCpwT0 Cpo、 Cpw 查《化工工藝手冊》分別為 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： （ FCp0/X0CpwWl1+W1ˊ ） Cpwt1 根據(jù)熱量平衡，進(jìn)入蒸發(fā)器的等于離開蒸發(fā)器的熱量，則有： D0H0+（ FCp0/X0Cpw+W1ˊ ） Cpw T0= Wl1H1 +（ FCp0/X0CpwWl1+W1ˊ ） Cpw T0+D0CPW T0 則 W1=D0（ H0CPWT0） /（ H1CPWt1） +（ FCp0/X0Cpw+W1ˊ ） Cpw（ T0t1） /（ H1CPWt1） 令： （ H0CPWT0） /（ H1CPWt1） = RD/R1 （ T0t1） /（ H1CPWt1） =（ T0t1） / R1=N1 同理 ： （ H1CPWt1） /（ H2CPWt2） = R1/R2 （ H2CPWt2） /（ H3CPWt3） = R2/R3 ②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=T0TK∑△ ＇ ∑△ ＇＇ ∑△ ＇＇＇ = =℃ （ 2）各效傳熱量： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 蒸發(fā)過程工藝計(jì)算 22 一效： Q1= = = 二效： Q2== = 三效： Q3== = （ 3）蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) [2]： K1=1745W/（ m2K） K2=1163W/（ m2K） K3=930W/（ m2K） 由于 ∑△ t=Q1/K1A1+Q2/K2A2+Q3/K3A3 設(shè)三效的傳熱面積相等比其 A1=A2=A3 則 ∑△ t=（ Q1/K1+Q2/K2+Q3/K3） /A 解之得 ： △ t1=℃ △ t2=℃ △ t3=℃ （ 4）各效溶液的沸點(diǎn)及各效的二次蒸汽溫度。 計(jì)算結(jié)果：得 X1= 則 F1=F/X1=其 中 ： NaOH Fa1= = kg/h畢業(yè)設(shè)計(jì) 蒸發(fā)過程工藝計(jì)算 18 NaCl Fs1 = = kg/h H2O Fw1 = = kg/h 析鹽量 Ws1=Fs Fs1== kg/h 蒸發(fā)水量 W1= FwFw1+ W1＇ =+= 表 37第一效的物料平衡 (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) （ 2）第二效進(jìn)行物料衡算： 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 = =核算堿液濃度： X2＇ =F/（ F1W2Ws2+W2＇） =（ +） = 假設(shè)相對誤差 Z=，若︳ X2＇ X2 ︳ /X2〉 Z，則重新設(shè) X2= X2＇，代入 上式重復(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︳ P1＇ P1 ︳ /P1Z1 所以進(jìn)行重新計(jì)算 .則重新設(shè) P1=P1＇ , P2=P2＇ , W1=Wl1,W2=Wl2, W3=WL3 代入前面式開始重復(fù)上述計(jì)算，直至誤差全部在允許范圍內(nèi)為止。 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＇ = 由于第三效的二次蒸汽的壓力知為 ，溫度為 ℃ 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，可以 是 ，也可以是 。 對于第一效進(jìn)行熱量衡算。 計(jì)算結(jié)果如表 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 X1 Xs1 Ws1 X1＇ Z 畢業(yè)設(shè)計(jì) 蒸發(fā)過程工藝計(jì)算 12 由于 〈 ，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)相對誤差 Z=， 若︳ X2＇ X2 ︳ /X2〉 Z， 則重新設(shè) X2= X2＇， 代 入上式畢業(yè)設(shè)計(jì) 蒸發(fā)過程工藝計(jì)算 13 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。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 蒸發(fā)過程工藝計(jì)算 9 [5] （ 1）產(chǎn)品 75kt/a （ 100%NaOH） （ 2）年作業(yè)時(shí)間 7100 小時(shí) （ 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(diǎn) （ 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 畢業(yè)設(shè)計(jì) 蒸發(fā)過程工藝計(jì)算 10 （ 1）以 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(jì)算，洗水一般為 進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)的堿液量： F0=F/X0= 其中 ： NaOH F= = NaCl Fs== kg/h H2O Fw=（ ） =（ 2）出蒸發(fā)系統(tǒng)的堿液量： F3=F/X3= 則其中的： NaOH F= = kg/h NaCl Fs3 = = kg/h H2O Fw3 = = kg/h （ 3）總蒸發(fā)水量： W=FwFw3+ =+ = （ 4）總的析鹽量為： Ws= Fs Fs3 = = kg/h （ 5）初步估計(jì)各效蒸發(fā)水量。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。以及不同操作條件，制訂合理的液面高度，如對于標(biāo)準(zhǔn)式自然循環(huán)蒸發(fā)器，一般把適宜的液位高度定在加熱室上花板以上 50 cm處。對于自然循環(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，會降低循環(huán)速度。 因此本設(shè)計(jì)選用加熱蒸汽壓力為 ，進(jìn)料溫度為第一效沸點(diǎn)。反之，則降低。 生蒸汽壓力偏低，蒸發(fā)器將不能維持良好的沸騰狀態(tài)，特別是對自然循環(huán)蒸發(fā)器，由于料液循環(huán)速度小，管內(nèi)傳熱系數(shù)將按循環(huán)速度的 。 （ 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