【正文】 0 . 1 2F W W W 3 7 0 8 3 . 3 3 3 9 3 9 4 . 4 4x ?? ? ???50% 其中： 1x —— 第一效完成液濃度； 2x —— 第二效完成液濃度； 3x —— 第三效完成液濃度。 原料液加料量 F=890 100024?= kg/h 總蒸發(fā)量 W=F(130xx )=（ ） = kg/h 式中： W —— 總蒸發(fā)量 kg/h； F —— 進(jìn)料流量 kg/h； 0x —— 初始液濃度； nx —— 完成液濃度。若求得的各效傳熱面積不相等，則應(yīng)按下面介紹的方法重新分配有效溫度差，重復(fù)步驟（ 3)至（ 5），直到所求得各效傳熱面積相等為止。 （ 4） 根據(jù)蒸發(fā)器的焓衡算，求各效的蒸發(fā)量和傳熱量。 （ 2） 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初步估計(jì)各效蒸發(fā)量和各效完成液的濃度。 蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)步驟 多效蒸發(fā)的計(jì)算一般采用試差法。計(jì)算的主要項(xiàng)目有：加熱蒸汽（生蒸汽）的消耗量，各效溶劑蒸發(fā)量，以及各效的傳熱面積。 根據(jù)以上論述選冷凝器的壓強(qiáng)為 30kPa。若一效加熱蒸汽壓強(qiáng)低，末效采用真空操作。 冷凝器操作壓強(qiáng)的確定 若一效采用較高壓強(qiáng)的加熱蒸汽，則末效可采用常壓或加壓蒸發(fā)，此時(shí)末效產(chǎn)生的二次蒸汽具有較高的溫度，可以全部利用。因此，能夠采用較高溫度的飽和蒸汽作為加熱蒸汽是有利的 ，但是通常所用飽和蒸汽溫度不超 過 180℃ ，超過時(shí)相應(yīng)的壓強(qiáng)就很高，這將增加加熱的設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)。從節(jié)能觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)充分利用二次蒸汽作為其它加熱用的熱源，即要求蒸發(fā)裝置能夠提供溫度較高的二次蒸汽。在中央循環(huán)管內(nèi)安裝一旋漿式攪拌器即構(gòu)成強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，可是液體的循環(huán)速度提高 2～ 3倍。 這種蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)緊湊，操作可靠，傳熱效果好。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。本設(shè)計(jì)選擇 中央循環(huán)管式蒸發(fā)器 。在工業(yè)中常用的間接加熱蒸發(fā)器分別為循環(huán)型和單程型兩大類。 蒸發(fā)操作條件的確定主要指蒸發(fā)器加熱蒸汽的壓強(qiáng)（或溫度），冷凝器的操作壓強(qiáng)（或溫度）的確定，正確選擇蒸發(fā)的操作條件，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低能耗極為重要。 第一章 設(shè)計(jì)方案的確定 蒸發(fā)是用加熱的方法，在沸騰的狀態(tài)下使溶液中具有揮發(fā)性的溶劑部分汽化的單元操作。 目 錄 第一章 設(shè)計(jì)方案的確定 ............................................... 3 蒸發(fā)器的類型與選擇 .......................................... 3 蒸發(fā)操作條件的確定 .......................................... 1 加熱蒸汽壓強(qiáng)的確定 ..................................... 1 冷凝器操作壓強(qiáng)的確定 ................................... 2 第二章 蒸發(fā)工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................... 2 蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)步驟 ............................................ 2 各效蒸發(fā)量和完成液濃度的估算 ................................ 2 溶液沸點(diǎn)和有效溫度差的確定 ................................... 3 各效由于溶液的蒸汽壓下降所引起的溫度差損失 ? / ........... 4 由于蒸發(fā)器中溶液靜壓強(qiáng)引起的溫度差損失 ?? .............. 4 由流動(dòng)阻力而引起的溫度差損失 ?? ........................ 5 各效溶液的沸點(diǎn)和有效總溫度差 ........................... 6 加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的初步計(jì)算 ....................... 6 估算蒸發(fā)器的傳熱面積 ......................................... 7 溫差的重新分配與試差計(jì)算 ..................................... 8 重新分配各效的有效溫度差 ............................... 8 重復(fù)上述計(jì)算步驟 ....................................... 9 第三章 蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)工藝尺寸的設(shè)計(jì) .............................. 14 加熱管的選擇和管束的初步估計(jì) ............................... 14 循環(huán)管直徑的選擇 ...................................... 14 加熱室直徑及加熱管數(shù)目的確定 .......................... 15 分離室直徑和高度的確定 ................................ 16 接管尺寸的確定 .............................................. 15 溶液的進(jìn)出口管 ........................................ 15 加熱蒸汽與二次蒸汽接管 ................................ 15 冷凝水出口 ............................................ 16 第四章 蒸發(fā)裝置的輔助設(shè)備的設(shè)計(jì) .................................... 17 氣液分離器 ................................................. 17 蒸汽冷凝器主要類型 .......................................... 17 蒸汽冷凝器的設(shè)計(jì)與選用 ...................................... 19 工作水量的計(jì)算 ........................................ 19 噴射器結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 .................................. 19 射流長度的決定 ........................................ 22 第五章 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 .............................................. 22 結(jié)束語 ............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 主要參考文獻(xiàn) ....................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。蒸發(fā)操作廣泛用于化工、輕工、制藥、食品等許多工業(yè)中。 蒸發(fā)器的類型與選擇 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，新型蒸發(fā)設(shè)備不斷出現(xiàn)。循環(huán)型的蒸發(fā)器中有中央循環(huán)管式、懸框式、外加熱式、列文式及強(qiáng)制循環(huán)管等 ，單程型的蒸發(fā)器有升膜式、降膜式、升降膜式等。因?yàn)檠h(huán)型蒸發(fā)器中的中央循環(huán)管式又稱標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器，在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用廣泛。當(dāng)管內(nèi)液體被加熱沸騰時(shí)，中央循環(huán)管內(nèi)氣液混合物的平均密度較大；而其余加熱管內(nèi)氣液混合物的平均密度較小。溶液的循環(huán)流動(dòng)提高了沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，強(qiáng)化了蒸發(fā)過程。但溶液的循環(huán)速度 低，傳熱溫差小，影響了傳熱。 蒸發(fā)操作條件的確定 加熱蒸汽壓強(qiáng)的確定 蒸發(fā)是一個(gè)消耗大量加熱蒸汽而又產(chǎn)生大量二次蒸汽的過程。這樣既可以減少鍋爐產(chǎn)生蒸汽的消耗量，又可以減少末效進(jìn)入冷凝器的二次蒸汽量，提高了蒸汽利用率。 根據(jù)以上論述選加熱蒸汽壓強(qiáng)為 600 kPa。而且各效操作溫度高時(shí)，溶液黏度低，傳熱好。此時(shí)各效產(chǎn)生的二次蒸汽溫度低，進(jìn)入冷凝器需要消耗大量冷卻水，而且溶液黏度大，傳熱差。 第二章 蒸發(fā)工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算 多效蒸 發(fā)工藝計(jì)算的主要依據(jù)是物料衡算、熱量衡算及傳熱速率方程。計(jì)算的已知參數(shù)有：料液的流量、溫度和濃度，最終完成液的濃度，加熱蒸汽的壓強(qiáng)和冷凝器中的壓強(qiáng)等。 （ 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（如加熱蒸汽壓強(qiáng)及冷凝器的壓強(qiáng)），蒸發(fā)器的形式、流程和效數(shù)。 （ 3） 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)蒸汽通過各效 的壓強(qiáng)降相等，估算各效溶液沸點(diǎn)和有效總溫差。 （ 5） 根據(jù)傳熱速率方程計(jì)算各效的傳熱面積。 各效蒸發(fā)量和完成液濃度的估算 本設(shè)計(jì)任務(wù)條件是： 糖水 溶液處理量： 890 T/d；溶液濃度 12%；溫度 20 ℃；完成液濃度 50%。 因并流加料，蒸發(fā)中無額外蒸汽引出，假設(shè)各效蒸發(fā)量相等，即 1W = 2W = 3W =W3 = = 1W 、 2W 、 3W 分別表示第一效、第二效、第三效蒸發(fā)量。 溶液沸點(diǎn)和有效溫度差的確定 選定加熱蒸汽壓強(qiáng) 1P =600kpa，冷凝器中的操作壓強(qiáng) 39。即：nPPP n???? 1 故第 i效二次蒸汽壓