年處理量35萬噸氯化鉀溶液雙效蒸發(fā)工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-展示頁
2025-07-07 14:55本頁面
【正文】 組成，因此蒸發(fā)也是揮發(fā)性溶劑和不揮發(fā)溶質(zhì)的分離過程。2 文獻(xiàn)綜述 2 氯化鉀的物性 2 氯化鉀的利用 2 氯化鉀的制取 2 蒸發(fā)設(shè)備簡述 3 單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā) 3 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器及其工作原理 4 工藝流程選擇 53 蒸發(fā)工段物料衡算與熱量衡算 5 物料衡算 5 熱量衡算 6 各效參數(shù)估算 6 各效沸點(diǎn)和有效傳熱溫差的計(jì)算 64 管徑的選擇 8 Ⅰ效接管直徑 8 加熱室 8 分離室 9 Ⅱ效接管直徑 9 加熱室 9 分離室 105 預(yù)熱器的設(shè)計(jì) 11 預(yù)熱 116 蒸發(fā)器工藝尺寸的計(jì)算 11 加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì) 11 加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定 12 加熱室壁厚計(jì)算及水壓試驗(yàn)校核 13 Ⅰ效設(shè)計(jì)條件 13 蒸發(fā)器壁厚計(jì)算及水壓試驗(yàn)校核 13 管板和折流板的選擇 15 拉桿和定距管的選擇 15 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 15 補(bǔ)強(qiáng)方法判別 16 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 16 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 16 支座的選取 18 分離室的設(shè)計(jì) 18 分離室直徑的確定 18 一效分離室設(shè)計(jì)計(jì)算 19 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 22 二效分離室設(shè)計(jì)計(jì)算 247 大氣冷凝器的設(shè)計(jì) 26 需用冷卻水量 26 直接冷凝器的筒體直徑 27 各管口直徑 27 冷凝器的安裝高度 27 淋水板的設(shè)計(jì) 27 淋水板數(shù) 27 淋水板間距 27 弓形淋水板寬度b 28 淋水板的堰高h(yuǎn) 28 淋水孔徑d 28 淋水孔數(shù)n 288 泵的選型 28總結(jié) 30參考文獻(xiàn) 31致謝 331 引言蒸發(fā)是分離液相均一系（溶液）的單元操作之一。這種操作是將溶液加熱，使其中部分（或全部）溶劑氣化并不斷除去，以提高溶液中的溶質(zhì)濃度。用來實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)操作的設(shè)備稱為蒸發(fā)器.蒸發(fā)按操作溫度可分為自然蒸發(fā)和沸騰蒸發(fā)。沸騰蒸發(fā)是使溶液中的溶劑在沸點(diǎn)時(shí)汽化，在汽化過程中，溶液呈沸騰狀態(tài)，溶劑的汽化不僅發(fā)生在溶液表面，而且發(fā)生在溶液內(nèi)部，因此，沸騰蒸發(fā)的速率遠(yuǎn)大于自然蒸發(fā)的速率。蒸發(fā)操作總是從溶液中分離出部分（或全部）溶劑。但蒸發(fā)又有別于一般的傳熱過程，具有下述特點(diǎn)：(1)傳熱性質(zhì)：傳熱壁面一側(cè)為加熱蒸汽冷凝，另一側(cè)為溶液沸騰，所以屬于壁面兩側(cè)流體均有相變化的恒溫傳熱過程。有些溶液在蒸發(fā)過程中有晶體析出、易結(jié)垢、易產(chǎn)生泡沫，在高溫下易分解或聚合。換句話說，在相同壓強(qiáng)下，溶液的沸點(diǎn)高于純?nèi)軇┑姆悬c(diǎn)，所以當(dāng)加熱蒸汽的壓強(qiáng)一定時(shí)，蒸發(fā)溶液的傳熱溫度差要小于蒸發(fā)溶劑時(shí)的溫度差。(4)泡沫夾帶：溶劑蒸汽中夾帶大量泡沫，冷凝前必須設(shè)法除去，否則不但損失物料，而且污染冷凝設(shè)備。2 文獻(xiàn)綜述 氯化鉀的物性白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末。有吸濕性。鈉和鎂的氯化物，能降低其在水中的溶解度。熔點(diǎn)770℃。有刺激性。在化學(xué)工業(yè)中,它用于制造各種鉀,在電解抓化鎂制金屬鎂時(shí),作為配制電解液的成分之一。也用于強(qiáng)化鉀（供人體電解質(zhì)用）配制運(yùn)動(dòng)員飲料等。注射氯化鉀溶液可以使心臟停止跳動(dòng),在中國和美國,氯化鉀和硫噴妥鈉,泮庫溴銨一起用于注射死刑。隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,氯化鉀的年需求量逐年上升。 氯化鉀的制取世界上用于生產(chǎn)敘化鉀的原料絕大多數(shù)是水溶性的鉀鹽礦鉀石鹽（KCl+NaCl）或光鹵石（KCl6H2O）。制取氯化鉀,首先將鹽湖鹵水泵人鹽蒸發(fā)池,在池內(nèi)用太陽能蒸發(fā)50%水分,同時(shí)析出NaCl和CaSO4，當(dāng)鹵水成分達(dá)到光鹵石點(diǎn)時(shí),將它泵人光鹵石蒸發(fā)池,再蒸發(fā)20%水分,同時(shí)析出光鹵石和氯化鈉,最終母液排放到老鹵池,曬制氯化鎂,鹽田曬制得到的光鹵石礦附有母液和氯化鈉,其純度一般為65%—70%。 蒸發(fā)設(shè)備簡述針對各種物料不同的物性，要選用不同結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器。除以上三部分外，還需要蒸發(fā)輔助設(shè)備，包括除沫器、冷凝器、疏水器等。其中循環(huán)式蒸發(fā)器分為自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)等，單程式蒸發(fā)器主要有升膜式和降膜式以及旋轉(zhuǎn)刮板式蒸發(fā)器。但不是效數(shù)越多越好，應(yīng)該綜合科考慮設(shè)備腐蝕問題，設(shè)備投資問題。另外隨著效數(shù)增加，溫度差損失加大。最后隨著效數(shù)的增加，蒸發(fā)強(qiáng)度下降，設(shè)備投資費(fèi)用增大：而且加熱蒸汽的經(jīng)濟(jì)性提高的幅度降低。在工程上主要應(yīng)用的是并流和逆流。原料液用泵送入第一效，依靠效間的壓差自動(dòng)流入下一效，濃縮液自末效由泵抽出。隨著溶劑的蒸發(fā)溶液的濃度逐漸提高，溶液的蒸發(fā)溫度也逐漸提高，因此各效的傳熱系數(shù)也大致相同。一般用于粘度隨溫度變化較大的溶液。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器是蒸發(fā)設(shè)備的一類，溶液在設(shè)備內(nèi)的循環(huán)主要依靠外加動(dòng)力所產(chǎn)生的強(qiáng)制流動(dòng)。原料液由循環(huán)泵自下而上打入，沿加熱室的管內(nèi)向上流動(dòng)。 它的加熱室有臥式和立式兩種結(jié)構(gòu)，液體循環(huán)速度大小由泵調(diào)節(jié)。逆循環(huán)強(qiáng)制蒸發(fā)器具有更多優(yōu)點(diǎn)。 工藝流程選擇綜合以上各種因素，本工藝流程選擇真空強(qiáng)制循環(huán)雙效蒸發(fā)，并選擇平流加料，流程簡圖如下：圖223 蒸發(fā)工段物料衡算與熱量衡算 物料衡算已知條件：采用三效并流加料蒸發(fā)流程，進(jìn)料液濃度為33%，年工作7200小時(shí)， MPa，真空度≥。初步選擇，所以 根據(jù)氯化鉀的物性，初步確定濃縮到60%左右，到達(dá)飽和結(jié)晶狀態(tài)。（2）各效蒸發(fā)器中的傳熱溫差 取效中的溶液濃度等于該效的出口濃度，因此以出口濃度來確定溶液的沸點(diǎn)。忽略稀釋熱，對第一效而言，其中D為加熱蒸汽用量。4 管徑的選擇 Ⅰ效接管直徑 加熱室按公式式中 ：體積流量。（1）料液進(jìn)口直徑F：質(zhì)量流量，F(xiàn)=：料液流速，取= m/sρ：料液密度,ρ=1200kg/m179。管子規(guī)格：φ1355管法蘭：HG2059297 法蘭 RF(3) 冷凝水排出口直徑生蒸汽在飽和溫度下冷凝，℃：水的流速，取= m/sD：冷凝水流量，D= kg/h
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