【正文】 完成液濃度(%)蒸發(fā)水量Wi Kg/h5179533552764215生蒸汽量D1 Kg/h5491傳熱面積Si m2注：表中Pi/ 按T1/ =T2 =℃查得, P2/按T2/ =T3 =℃查得第四章 蒸發(fā)器工藝尺寸計(jì)算蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸我們選取的中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的計(jì)算方法如下。其各效溶液濃度無明顯變化,不需要重新計(jì)算。：==℃ 167。167。 第i效的蒸發(fā)量的 計(jì)算式為式中 第i效的加熱蒸汽量，當(dāng)無額外蒸汽抽出時(shí)= 第i效加熱蒸氣的汽化潛熱 第i效二次蒸氣的汽化潛熱原料液的比熱 水的比熱，分別為 第i效及第i1效溶液的沸點(diǎn)第i效的熱利用系數(shù)無因次，對于加熱蒸氣消耗量，可列出各效焓衡算式并與式（32）聯(lián)解而求得：由相關(guān)手冊查得 KJ/(Kg.℃) KJ/(Kg.℃)第一效的焓衡量式為 ： = (a)同理第二效的熱衡算式為: W2=η2=(x2x1)=()=所以 =+609 (b)第三效的熱衡算式為: W3= η3=(x3x2)=()= W3= W2—+763 (c)第四效的熱衡算式為: W4= η3=(x4x3)=()= W4= W3— W2—+879 (d) 又 W1+ W2+ W3+ W4 =20000 (e) 聯(lián)立以上方程式得： D1 =5543 Kg/h W1=5246Kg/h W2=5367Kg/h W3=5237Kg/h W4=4150Kg/h167。則故蒸發(fā)裝置總的溫度差損失為： 溶液的沸點(diǎn)： 所以各效溶液的的溫度： 從《化工原理》℃， KJ/Kg有效總溫差167。為簡便起見，日夜內(nèi)部的沸點(diǎn)可按液面和底層的平均壓強(qiáng)來查取，平均壓強(qiáng)近似按靜力學(xué)方程估算：式中 Pav—蒸發(fā)器中液面和底層的平均壓強(qiáng)，P/—二次蒸氣的壓強(qiáng)，即液面處的壓強(qiáng)， —溶液的平均密度，液層高度g重力加速度，根據(jù)..取液位高度為2米由 NaOH水溶液比重圖可得下列數(shù)據(jù):NaOH水溶液密度(Kg/m3) 根據(jù)各效溶液平均壓力從《化工原理》第三版上冊陳敏恒、叢德滋、方圖南、齊鳴齋主編P226查得對應(yīng)的飽和溶液溫度為: 根據(jù) ： △//= T/ Pav T/i式中 根據(jù)平均壓強(qiáng)求取的水的沸點(diǎn)℃，根據(jù)二次蒸汽壓強(qiáng)求得水的沸點(diǎn)℃所以：△//1 = △//1 =△//2 = △//3 = △//4 = 167。 總的溫度差損失，為各效溫度差損失之和，℃， 其中式中 由于溶液的蒸汽壓下降而引起的溫度差損失，℃，由于蒸發(fā)器紅溶液的靜壓強(qiáng)而引起的溫度差損失，℃，由于管道流體阻力產(chǎn)生壓強(qiáng)降而引起的溫度差損失，℃，167。第一效加熱蒸氣的溫度，℃。物料衡算：由 FX0 =（F — W）X4 得 W = F—（FX0/X4）代入數(shù)據(jù)計(jì)算總蒸發(fā)量:并流加料蒸發(fā)中無額外蒸汽引出,可設(shè)W1：W2：W3：W4 = 1：：：而W=W1+W2+W3 +W4==20000kg/h由以上三式可得： W1= W3=再由公式 FX0 = （F—W1—W2—……—Wi）Xi (i ≥ 2)得： =167。（5）根據(jù)傳熱速率方程計(jì)算各效的傳熱面積。（3） 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)蒸氣通過各效的壓強(qiáng)降相等，估算個(gè)效溶液沸點(diǎn)和有效總溫差。蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟多效蒸發(fā)的計(jì)算一般采用試算法：（1） 根據(jù)工藝要求及溶液的性質(zhì)，確定蒸發(fā)的操作條件（如加熱蒸氣壓強(qiáng)及冷凝器的壓強(qiáng)），蒸發(fā)器的形式、流程和效數(shù)。計(jì)算的主要項(xiàng)目有：加熱蒸氣的消耗量、各效溶劑蒸發(fā)量以及各效的傳熱面積。：中央循環(huán)管式蒸發(fā)器第三章 蒸發(fā)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算圖1 四效并流蒸發(fā)器167。 2）操作條件 加料方式： 四效并流加料 原料液溫度： 20℃。 50% 質(zhì)量分率 加熱蒸汽溫度（T1s）： ℃。 NaOH水溶液蒸發(fā)裝置是設(shè)計(jì)167。但實(shí)際上，由于結(jié)構(gòu)上的限制，～；蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度始終接近完成液濃度；清洗和維修也不夠方便。這種蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，傳熱較好，操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛，有標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器之稱。在密度差的作用下，溶液由中央循環(huán)管下降，而由加熱管上升，做自然循環(huán)流動(dòng)。結(jié)構(gòu)和原理：其下部的加熱室由垂直管束組成，中間由一根直徑較大的中央循環(huán)管。從機(jī)械的工藝性、設(shè)備的投資、操作費(fèi)用等角度考慮，蒸發(fā)設(shè)備的設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足以下幾項(xiàng)要求：設(shè)備的材料消耗少，制造、安裝方便合理；設(shè)備的檢修和清洗方便，使用壽命長；有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。因此設(shè)計(jì)蒸發(fā)設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：盡可能提高冷凝和沸騰給熱系數(shù)。但設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)時(shí)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)。溶液停留時(shí)間短，故特別適用于熱敏性物料的 特點(diǎn)：溶液在蒸發(fā)器中做循環(huán)流動(dòng)，蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度基本相同，接近完成液的濃度且操作穩(wěn)定。對常用的間壁傳熱式蒸發(fā)器，按溶液在蒸發(fā)器中的運(yùn)動(dòng)情況，大致可分為以下兩大類：(1)循環(huán)型蒸發(fā)器茲分述如下：蒸發(fā)的輔助設(shè)備包括：使液沫進(jìn)一步分離的除沫器，和使二次蒸氣全部冷凝的冷凝器。 蒸發(fā)設(shè)備的作用是使進(jìn)入蒸發(fā)器的原料液被加熱，部分氣化，得到濃縮的完成液，同時(shí)需要排出二次蒸氣，并使之與所夾帶的液滴和霧沫相分離。如何根據(jù)物料的這些特性和工藝要求，選擇適宜的蒸發(fā)方法和設(shè)備，也是蒸發(fā)所必須考慮的問題。節(jié)約能源 蒸發(fā)時(shí)汽化的溶劑量較大，需要消耗較大的加熱蒸汽。沸點(diǎn)升高 蒸發(fā)的物料是溶有不揮發(fā)性的溶質(zhì)的溶液，又烏拉爾定律可知；在相同溫度下，其蒸汽壓較純?nèi)軇榈?，因此，在相同壓力下，溶液的沸點(diǎn)就高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)。所以，蒸發(fā)器也就是一種換熱器。167。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汽加以利用。多效蒸發(fā)中，二次蒸汽的潛熱得到了較為充分的利用，提高了加熱蒸汽的利用率。按二次蒸汽的利用情況可以分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)，若產(chǎn)生的二次蒸汽不加利用，直接經(jīng)冷凝器冷凝后排出，這種操作稱為單效蒸發(fā)。167。 脫除雜質(zhì)獲得純凈的溶劑或半成品。化工生產(chǎn)中蒸發(fā)主要用于以下幾種目的： 獲得濃縮的溶液產(chǎn)品。蒸發(fā)的目的是為了使溶液中的溶劑汽化，故溶