【正文】 .5 140 .8 CtT Δ 116 .0 120 .4 CtT Δ C?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? 有效總溫度差 i i i1 1 1 12 2 2 23 3 3 3tT ΔΔ Δ Δ Δ 1. 5 0. 8 1 3. 3 CΔ Δ Δ Δ 1. 9 1. 5 1 4. 4 CΔ Δ Δ Δ 16 .5 5. 6 1 23 .1 C???? ?? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ???? ? ? ? ? ? ? ?榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院 2020 屆 化學(xué)工程與工藝 專業(yè)畢業(yè)論文 8 ? ? ?? ???? ΔTTΔt KS 由手冊可查得 500kPa 飽和蒸汽的溫度為 ? 、 氣化潛熱為 2113kJ/kg ，所以 ? ?SKΔ t T T Δ 1 5 1 .7 5 8 3 0 .8 6 2 .9 C?? ? ? ? ? ? ? ??? 加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的初步計算 第 Ⅰ 效的熱量衡算式為 ???????? ????? 1 10p01 1111 r ttFcr rDηW 對于沸點進(jìn)料 ,10 tt ?，考慮到 NaOH 溶液濃縮熱的影響，熱利用系數(shù)計算式為 ? ?1η 0. 98 0. 7 0. 06 6 0. 05 0. 96 88? ? ? 所以 111 1 1 11Dr 2113W η 0 . 9 6 1 3 D 0 . 9 5 0 8 Dr 2 1 5 3? ? ? ?? 第 Ⅱ 效的熱量衡算式為 ? ?? ?? ?? ?1 2 1 22 2 p0 1 pw2221 2 1 22 2 p0 1 pw22111W r t tW η F c W crrη 2 6 48W r t tW η F c W crr215 3 140 .8 120 .4 48 W 500 0 7W225 1 225 1 68W 160?? ?? ? ???????? ? ? ? ??? ?? ? ??????????? ? ? ? ??????? 對于第 Ⅲ 效，同理可得 榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院 2020 屆 化學(xué)工程與工藝 專業(yè)畢業(yè)論文 9 ? ?? ?? ?32 3 2 33 3 p0 1 pw 2 pw332 1 221η 9 3W r t tW η F c W c W crr225 1 120 .4 9 W 500 W W243 8 243 8 9 W 1W 261? ? ? ??? ?? ? ? ??????????? ? ? ? ? ?????? ? ? 又因為 1 2 3W W W 4 0 0 0 .0? ? ? 聯(lián)解上面各式，可得 1231W 13 97 .0k g/ hW 13 85 .0 kg /hW 12 18 .0 kg /hD 14 69 .0 kg /h???? 蒸發(fā)器傳熱面積的估算 iiii51 1 11 1 152111152 1 12 2 22222QSK Δ t1000Q D r 1469 2113 10 W3600Δ t T t CQ 10S mK Δ t 1500 1000Q W r 1397 2153 10 W3600Δ t T t CQ 10SK Δ t?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ????5253 2 23 3 3523333 m1000 1000Q W r 1385 2251 10 W3600Δ t T t CQ 10S mK Δ t 600 ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ?? 誤差為 m inm a xS 4 1 .41 1 0 .2 1S 5 2 .7? ? ? ?，誤差較大，應(yīng)調(diào)整各效的有效溫度差，重復(fù)上述計算過程。 估計各效蒸發(fā)量和完成液濃度 年產(chǎn)量： 39600 噸 ，且每年按照 330 天計算，每天 24 小時 。計算的主要項目有：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等。另外，由于 NaOH 溶液是一種粘度不大的料液，故多效蒸發(fā)流程采用并流操榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院 2020 屆 化學(xué)工程與工藝 專業(yè)畢業(yè)論文 5 作。由于本次設(shè)計任務(wù)是處理 NaOH 溶液。 在蒸發(fā)操作中，為保證傳熱的正常進(jìn)行，根據(jù)經(jīng)驗，每一效的溫差不能小于5～ 7。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、操作可靠等。℃ ） ； （ 3）三效蒸發(fā)器中各效平均密度依次為 1014 kg/m3 、 1060 kg/m3 、 1239 kg/m3； （ 4）原料液的比熱容為 KJ /（ Kg/0C）， 原料液溫度為第一效沸點溫度； （ 5）蒸發(fā)器中溶液的液面 高度為 m； （ 6）各效加熱蒸發(fā)汽的冷凝液在飽和溫度下排出，忽略熱損失?！?）、 K2=1000 W/（ m2但實際上，由于結(jié)構(gòu)上的限制，其循環(huán)速度一般在 ～ 以下；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，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。 此類蒸發(fā)器主要有 : ， ， 蒸發(fā)器選型 本次設(shè)計采用的是中央循環(huán)管式蒸發(fā)器 ： 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。 優(yōu)點：溶液停留時間短，故特別適用于熱敏性物料的 蒸發(fā)； 溫度差損失較小 ，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大。此類蒸發(fā)器主要有 ， 其中， 前四種為自然循環(huán)蒸發(fā)器 。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)動情況，大致可分為以下兩大類： 榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院 2020 屆 化學(xué)工程與工藝 專業(yè)畢業(yè)論文 3 （ 1）循環(huán)型蒸發(fā)器 特點：溶液在蒸發(fā)器中做循環(huán)流動，蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度基本相同， 接近于完成液的濃度 。減壓操作時還需真空裝置。 蒸發(fā)的主體設(shè)備是蒸發(fā)器，它主要由加熱室和蒸發(fā)室組成。如何充分利用熱量，提高加熱蒸氣的利用率是蒸發(fā)操作要考慮的另一個問題。如何根據(jù)物料的特性和工藝要求，選擇適宜的蒸發(fā)流程和設(shè)備是蒸發(fā)操作彼此必須要考慮的問題。在加熱蒸氣溫度一定的情況下，蒸發(fā)溶液時的傳熱溫差必定小于加熱唇溶劑的純熱溫差，而且溶液的濃度 越高，這種影響也越顯著。 蒸發(fā)操作的特點 從上述對蒸發(fā)過程的簡單介紹可知，常見的蒸發(fā)時間壁兩側(cè)分別為蒸氣冷凝和液體沸騰的傳熱過程，蒸發(fā)器也就是一種換熱器。 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氣加以利用。 按操作壓力可以分為常壓、加壓或減壓蒸發(fā)。若把二次蒸汽引至另一操作壓力較低的蒸發(fā)器作為加熱蒸氣，并把若干個蒸發(fā)器串聯(lián)組合使用，這種操作稱為多效蒸發(fā)。 蒸發(fā)操作的分類 按操作的方式可以分為間歇式和連續(xù)式，工業(yè)上大多數(shù)蒸發(fā)過程為連續(xù)穩(wěn)定操作的過程。蒸發(fā)器內(nèi)備有足夠的分離空間，以除去汽化的蒸汽夾帶的霧沫和液滴，或裝有適當(dāng)形式的除沫器以除去液沫，排出的蒸汽如不再利用，應(yīng)將其在冷凝器中加以冷凝。 蒸發(fā)器內(nèi)要有足夠的加熱面積，使溶液受熱沸騰。化工生產(chǎn)中蒸發(fā)主要用于以下幾種目的： （ 1）獲得濃縮的溶液產(chǎn)品； （ 2）將溶液蒸發(fā)增濃后，冷卻結(jié)晶，用以獲得固體產(chǎn)品，如燒堿、抗生素、糖等產(chǎn)品； （ 3）脫除雜質(zhì)，獲得純凈的溶劑或半成品，如海水淡化。 目 錄 …………………………………………………………… .……（ 1） 蒸發(fā)及蒸發(fā)流程………………………………………… .……（ 1） 蒸發(fā)操作的分類………………………………………… .……（ 1） 蒸發(fā)操作的特點………… ………………………………… .…（ 2） 蒸發(fā)設(shè)備…………………………………………………… .…（ 3） 蒸發(fā)器選型………………………………………………… .…（ 3） … ……………………………………………………… .…（ 4） 設(shè)計任務(wù) ………………………………………………………（ 4） 操作條件 ………………………………………………………（ 4） …………………………………………（ 4） ………………………………………………（ 5） 估計各效蒸發(fā)量和完成液濃度…………………………………（ 5） 估計各效蒸發(fā)溶液的沸點和有效總溫度差…