【正文】 。母液送二效蒸發(fā)器。 電解液經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入一效蒸發(fā)器，自然循環(huán)加熱蒸發(fā)，濃縮后的堿液靠壓差順次過料到下一效，由三效出料至濃堿液貯槽，然后再進(jìn)行冷卻澄清。這種流程的缺點(diǎn)是：后效溶液的濃度較前較大，畢業(yè)設(shè)計(jì) 工藝流程的確定 8 而沸點(diǎn)又較低，其粘度則相對(duì)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(duì)各種 蒸發(fā)流程做對(duì)比分析后知，順流蒸發(fā)時(shí)濃效液溫較低，對(duì)材質(zhì)要求較低，適合生產(chǎn) 3040%堿液的中小型企業(yè)。 并流流程的優(yōu)點(diǎn)是：后效蒸發(fā)室壓力較前效低，前效溶液可籍壓差流入后效，無需用泵輸送。從而提高了傳熱系數(shù) ， 減 少 了 設(shè) 備 的 加 熱 面 積 ， 減 少 了 投 資 。 逆流加料流程的主要優(yōu)點(diǎn)是：隨著溶液的濃度逐效提高，溶液的溫度也在不斷的提高，因此各效的粘度比較接近，各效的 傳熱系數(shù)也大致相同。 生產(chǎn) 42%液堿，不宜采用三效逆流，由于一效需要采鹽，一效蒸發(fā)器是正壓操作罐，高溫高濃度堿，對(duì)泵的材質(zhì)及密封要求較高；若一效不采鹽，閃蒸效出料的結(jié)晶量就要超過12%，會(huì)引起管道的嚴(yán)重堵塞。 生產(chǎn) 30%液堿，大多采用雙效順流，以及三效順流流程。 堿液蒸發(fā)工藝過程。從基建投資、能耗以及維修等綜合比較，裝置規(guī)模在日產(chǎn)燒堿 450噸以上時(shí)才采用四效。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。 溫度差損失是限制效數(shù)的主 要因素。因此最佳效數(shù)要通過經(jīng)濟(jì)衡算決定。但在實(shí)際蒸發(fā)內(nèi)由于存在上述因素，則多效蒸發(fā)時(shí)，便達(dá)不到上述的經(jīng)濟(jì)性。這就是多效蒸發(fā)的操作原理。此外，其處理量很小且制造安裝要求高 畢業(yè)設(shè)計(jì) 工藝流程的確定 7 選定工藝流程 電解堿液蒸發(fā)常在多效蒸發(fā)裝置中進(jìn)行，采用多效蒸發(fā)器的目的，是為了減少加熱蒸汽的耗量。這種蒸發(fā)器是一種利用外加動(dòng)力成 膜的單程型蒸發(fā)器，其突出優(yōu)點(diǎn)是對(duì)物料的適應(yīng)性很強(qiáng)，且停留時(shí)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。料液由蒸發(fā)器上部沿切線方向加入（亦有加至與刮板同軸的甩料盤上的）。 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。溶液不循環(huán)帶來好處有：（ 1）溶液在蒸發(fā)器中的停留時(shí)間很短，因而特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā)；（ 2）整個(gè)溶液的濃度，不象循環(huán)型那樣總是接近于完成液的濃度，因而這種 蒸發(fā)器的有效溫差較大。但因液膜在管內(nèi)分布不易均勻，傳熱系數(shù)比升膜式蒸發(fā)器的較小，仍不適用易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料。 b. 降膜式蒸發(fā)器 ： 降膜式蒸發(fā)器和升膜式蒸發(fā)器的區(qū)別在于，料液是從蒸發(fā)器的頂部加入，在重力作用下沿管壁成膜狀下降，并在此過程中蒸發(fā)增濃，在其底部得到濃縮液。溶液則被上升的蒸汽所帶動(dòng)，沿管壁 成 膜 狀 上 升 并 繼 續(xù) 蒸 發(fā) ， 汽 、畢業(yè)設(shè)計(jì) 概述 6 液混合物在分離器內(nèi)分離，完成液由分離器底部排出，二次蒸汽則在頂部導(dǎo)出。常用的加熱管直徑為 25～ 50mm，管長(zhǎng)和管徑之比約為 100～ 150。 缺點(diǎn)：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)。 （ 2 ） 單 程 型 蒸 發(fā) 器 特 點(diǎn) ： 溶 液 以 液 膜 的 形 式 一 次 通 過 加 熱 室 ， 不 進(jìn) 行 循 環(huán) 。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)也比一般自然循環(huán)的大。在這種蒸發(fā)器中，溶液的循環(huán)主要依靠外加的動(dòng)力，用泵迫使它沿一定方向流動(dòng)而產(chǎn)生循環(huán)。此外，設(shè)備龐大，消耗的材料多，需要高大的廠房等。另外，這種蒸發(fā)器的循環(huán)管的截面積約為加熱管的總截面積的 2～ 3 倍，溶液循環(huán)速度可達(dá) 至 3 m/s 以上，故總傳熱系數(shù)亦較大。 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在加熱室上增設(shè)沸騰室。 ： 上述的自然循環(huán)蒸發(fā)器，其循環(huán)速度不夠大，一般均 在 。此外，這種蒸發(fā)器的加熱室可由頂部取出進(jìn)行檢修或更換，而且熱損失也較小。溶液沿加熱管中央上升，而后循著懸筐式加熱室外壁與蒸發(fā)器內(nèi)壁間的環(huán)隙向下流動(dòng)而構(gòu)成循環(huán)。 ： 為了克服循環(huán)式蒸發(fā)器中蒸發(fā)液易結(jié)晶、易結(jié)垢且不易清洗等缺點(diǎn)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器結(jié) 構(gòu)進(jìn)行了更合理的改進(jìn)，這就是懸筐式蒸發(fā)器。這是循環(huán)式蒸發(fā)器的共同缺點(diǎn)。但是由于結(jié)構(gòu)上的限制，循環(huán)速度不大。 為了使溶液有良好的循環(huán)，中央循環(huán)管的截 面積一般為其它加熱管總畢業(yè)設(shè)計(jì) 概述 5 截面積的 40～ 100%；加熱管高度一般為 1～ 2m；加熱管直徑在 25～ 75mm 之間。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)。此類蒸發(fā)器主要有 ： 也是標(biāo)準(zhǔn)式蒸 發(fā)器， 它的加熱室由垂直管束組成，中間有一根直徑很大的中央循環(huán)管，其余管徑較小的加熱管稱為沸騰管。對(duì)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] ： （ 1 ） 循 環(huán) 型 蒸 發(fā) 器 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，接近于完成液的濃度。本設(shè)計(jì)采用的是三效并流蒸發(fā)。 蒸發(fā)操作有單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)兩種方式。蒸發(fā)器頂部設(shè)有除沫器，用以分離被氣流夾帶的液滴。 蒸發(fā)器是由加熱室和分離室兩部分構(gòu)成。 蒸發(fā)設(shè)備 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。 （ 3）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氣。 （ 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(shí)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。但和一般的傳熱過程相比，蒸發(fā)操作又有如下特點(diǎn) : (1)沸點(diǎn)升高 蒸發(fā)的溶液中含有不揮發(fā)性的溶質(zhì)，在壓力下溶液的蒸氣壓較同溫度下純?nèi)軇┑恼魵鈮旱?，使溶液的沸點(diǎn)高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，這種現(xiàn)象稱為溶液沸點(diǎn)的升高。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。真空蒸發(fā)有許多優(yōu)點(diǎn)： （ 1）、在低壓下操作，溶液沸點(diǎn)較低，有利于提高蒸發(fā)的傳熱溫度差，減小蒸發(fā)器的傳熱面積； （ 2）、可以利用低壓蒸氣作為加熱劑； （ 3）、有利于對(duì)熱敏性物料的蒸發(fā)； （ 4）、操作溫度低，熱 損失較小。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)。 蒸發(fā)過程中經(jīng)常采用飽和蒸汽間壁加熱的方法，通常把作熱源用的蒸汽稱做一次蒸汽，從溶液蒸發(fā)出來的蒸汽叫做二次蒸汽。溶液在蒸發(fā)器內(nèi)因各處密度的差異而形成某種循環(huán)流動(dòng)，被濃縮到規(guī)定濃度后排出蒸發(fā)器外。進(jìn)行蒸發(fā)操作的設(shè)備叫做蒸發(fā)器。 蒸發(fā)操作廣泛用于濃縮各種不揮發(fā)性物質(zhì)的水溶液，是化工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中較為常見的單元操作。 關(guān)鍵字： 蒸發(fā)器，三效順流，燒堿蒸發(fā) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要 2 Abstract 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。用物料計(jì)算的結(jié)果并綜合考慮能耗和總費(fèi)用等問題，對(duì)工藝過程進(jìn)行一定的改進(jìn)和優(yōu)化后，再對(duì)設(shè)備的主要工藝尺寸進(jìn)行計(jì)算，以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求；對(duì)輔助設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，選出適合的設(shè)備。 , 畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 75Kt/a燒堿蒸發(fā)工段工藝設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 I 目 錄 摘要 ................................................................................................................................. 1 概述 ................................................................................................................................. 3 ....................................................................................................................... 3 ......................................................................................................... 3 ..................................................................................................... 4 ................................................................................................................ 4 ........................................................................................................... 7 ......................................................................................................... 7 ......................................................................................................... 8 ......................................................................................................... 8 ....................................................................................