【正文】 T2＇ +△ 2＇ +△ 2＇＇ =++2=℃ III 效： t3= T3＇ +△ 3＇ +△ 3＇＇ =++2=℃ 熱量衡算 在蒸發(fā)過程中， NaOH 溶液濃縮熱、鹽結(jié)晶 析出熱與鹽泥帶出熱與總的熱量消耗相比約為 1%左右，所以在計(jì)算時(shí)這部分熱量作為熱損失考慮。 進(jìn)入蒸發(fā)器熱量： 新鮮蒸汽帶入熱量： D0H0 料液帶進(jìn)熱量： （ FCp0Cpw/X0Cpw） T0 洗滌水帶入熱量： WCpwT0 Cpo、 Cpw分別為料液、水的定壓比熱容， kJ/（ kg. ℃） Cpo、 Cpw查《化工工藝手冊(cè)》分別為 kJ/（ kg. ℃）、 kJ/（ kg. ℃） 出蒸發(fā)器的熱量： 二次蒸汽帶出熱量： Wl1H1 蒸 汽冷凝水帶出熱量： D0CPW T0 出料液帶出熱量： （ FCp0/X0CpwWl1+W1ˊ） Cpwt1 根據(jù)熱量平衡，進(jìn)入蒸發(fā)器的等于離開蒸發(fā)器的熱量，則有 D0H0+（ FCp0/X0Cpw+W1ˊ ） Cpw T0= Wl1H1 +（ FCp0/X0CpwWl1+W1ˊ ） Cpw T0+D0CPW T0 則 W1=D0（ H0CPWT0） /（ H1CPWt1） +（ FCp0/X0Cpw+W1ˊ ） Cpw（ T0t1） /（ H1CPWt1）四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 蒸發(fā)過程工藝計(jì)算 16 令： （ H0CPWT0） /（ H1CPWt1） = RD/R1 （ T0t1） /（ H1CPWt1） =（ T0t1） / R1=N1 同理 ： （ H1CPWt1） /（ H2CPWt2） = R1/R2 （ H2CPWt2） /（ H3CPWt3） = R2/R3 （ t1t2） / R2=N2 （ t2t3） / R3 =N3 考慮熱損失，溶液濃縮熱等都記入熱損失中，故取熱利用系數(shù)為 [3]η =～：取經(jīng)驗(yàn)值為η 1= η 2=η 3=η = 一效蒸發(fā)水量為： Wl1=[D RD/R1 +（ FCp0/X0Cpw+W1ˊ） Cpw N1] η1 同理二、三效蒸發(fā)水量為： Wl2=[ Wl1R1/R2 +（ FCp0/X0CpwWl1+W2ˊ） Cpw N2] η2 Wl3=[ Wl2R2/R3 +（ FCp0/X0Cpw Wl1 Wl2+ W3ˊ） Cpw N3] η3 由于 RD/R1= R1/R2=R2/R3=沸點(diǎn)進(jìn)料 N1=0 N2=（ ） /= N3=（ ） /= 將其數(shù)代入前面的式子得： Wl1= Wl2=[ Wl1R1/R2 +（ FCp0/X0Cpw+W1ˊ） Cpw N2] η 2 Wl3=[ Wl2R2/R3 +（ FCp0/X0Cpw Wl1 Wl2+ W3ˊ） Cpw N3] η 3 解之上述方 程組的： D= Wl1= Wl2=Wl3= 總的有效溫差及其在各效的分配 （ 1）總有效溫差等于新鮮蒸汽與三效二次蒸汽的溫差與總的溫差損失之差，即 ∑△ t=T0TK∑△＇ ∑△＇＇ ∑△＇＇＇ = =℃ （ 2）各效傳熱量： 一效： Q1= = = 二效： Q2== = 三效： Q3== = （ 3）蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) [2]： K1=1745W/（ m2K） K2=1163W/（ m2K） K3=930W/（ m2K） 由于 ∑△ t=Q1/K1A1+Q2/K2A2+Q3/K3A3四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 蒸發(fā)過程工藝計(jì)算 17 設(shè)三效的傳熱面積相等比其 A1=A2=A3 則 ∑△ t=（ Q1/K1+Q2/K2+Q3/K3） /A 解之得 ： △ t1=℃ △ t2=℃ △ t3=℃ （ 4）各效溶液的沸點(diǎn)及各效的二次蒸汽溫度?，F(xiàn)在定為 。 迭代計(jì)算 第一次迭代計(jì)算 （ 1）第一效的物料衡算 ： 估算堿液的濃度為： X1=F/（ F0W1+ W1＇） =（ +） = 則可由下列關(guān)聯(lián)式算出 NaOH 的濃度 由于其溶液的沸點(diǎn) 75 ℃ ，則采用 Xs1= X12+ X13 則 Xs1= 由于在蒸發(fā)過程中 NaCl 在溶液中始終處于飽和狀態(tài)，所以析鹽量為： Ws1=F/X0 Xs0F/ X1 Xs1 = =核算堿液濃度： X1＇ =F/（ F0W1 Ws1 W1＇） =（ +） = 假設(shè)相對(duì)誤差 Z=， 若︳ X1＇ X1 ︳ /X1〉 Z，則重新設(shè) X1= X1＇，代入上式 復(fù)上述計(jì)算，直至誤差在允許范圍內(nèi)為止，算得三效的濃度和析鹽量。 計(jì)算得： 則 X2= F2=F/X2=其中 NaOH Fa2 = = NaCl Fs2 == kg/h H2O Fw2 = （ ） =則蒸發(fā)水量為：四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 蒸發(fā)過程工藝計(jì)算 19 W2=Fw1Fw2+ W2＇ =+ = kg/h 第二效列物料平衡表 ： 表 38第二效的物料平衡 單位： kg/h) 進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng) 出蒸發(fā)系統(tǒng) 電解堿液 蒸發(fā)堿液 NaOH NaOH NaCl NaCl H2O H2O 洗滌 水量 蒸發(fā) 水量 析鹽量 合計(jì) 合計(jì) （ 3）第三效作物料衡算 ： 進(jìn)入蒸發(fā)器的物料：其中： NaOH kg/h NaCl H2O 洗滌水量 kg/h 離開蒸發(fā)器的堿液： 其中： NaOH kg/h NaCl kg/h H2O 蒸發(fā)水量為： W3=+= kg/h 析鹽量為： Ws3== kg/h 第三效的物料平衡如表： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 蒸發(fā)過程工藝計(jì)算 20 表 39第三效的物料平衡 (單位： kg/h) 進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng) 出蒸發(fā)系統(tǒng) 電解堿液 電解堿液 NaOH NaOH NaCl NaCl H2O H2O 洗滌 水量 蒸發(fā) 水量 析鹽量 合計(jì) 合計(jì) （ 4）溫差損失計(jì)算 ： ① 估算各效二次蒸汽壓力 ： 根據(jù)《化工原理》查得 P1=(絕 ) T1＇ =℃ r1＇ =P2=(絕 ) T2＇ =℃ r2＇ =P3=(絕 ) T3＇ =℃ r3＇ =②溶液中因溶質(zhì)濃度引起的溫度損失 ： 常壓下溶液的沸點(diǎn)升高為 : △ 0＇ =+ 算得 △ 01＇ = △ 02＇ = △ 03＇ = 二次蒸汽壓力下沸點(diǎn)升高的修正系數(shù)為 : f=(T＇ +273)2/R 二次蒸汽壓力下溶液沸點(diǎn)升高為 : △＇ =f△ 0＇ 則 △ 1＇ =℃ △ 2＇ =℃ △ 3＇ =℃ ③各效溶液的沸點(diǎn) ： 蒸發(fā)器內(nèi)溶液的沸點(diǎn)等于蒸發(fā)室二次蒸汽溫度加上沸點(diǎn)升高值，則 I效： tL= T1＇ +△ 1＇ +△ 1＇＇ =++2=℃ II 效： t2= T2＇ +△ 2＇ +△ 2＇＇ =++2=℃ III 效： t3= T3＇ +△ 3＇ +△ 3＇＇ =++2=℃ （ t1t2） / R2=N2 （ t2t3） / R3 =N3 考慮熱損失，溶液濃縮熱等都記入熱損失中，故取熱利用系數(shù)為 [3]η=～：取經(jīng)驗(yàn)值為 η1= η2=η3=η= 一效蒸發(fā)水量為： Wl1=[D RD/R1 +（ FCp0/X0Cpw+W1ˊ） Cpw N1] η1 同理二、三效蒸發(fā)水量為： Wl2=[ Wl1R1/R2 +（ FCp0/X0CpwWl1+W2ˊ） Cpw N2] η 2 Wl3=[ Wl2R2/R3 +（ FCp0/X0Cpw Wl1 Wl2+ W3ˊ） Cpw N3] η 3四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 蒸發(fā)過程工藝計(jì)算 21 由于 R0/R1= R1/R2=R2/R3=沸點(diǎn) 進(jìn)料 N1=0 N2=（ ） /= N3=（ ） /= 將其數(shù)代入前面的式子得： Wl1= Wl2=[ Wl1R1/R2 +（ FCp0/X0Cpw+W1ˊ） Cpw N2] η 2 Wl3=[ Wl2R2/R3 +（ FCp0/X0Cpw Wl1 Wl2+ W3ˊ） Cpw N3] η 3 解之上述方程組的： D=Wl1=Wl2=Wl3=（ 5）熱量衡算 ： ①蒸發(fā)水量 對(duì)于第一效進(jìn)行熱量衡算。 Ⅰ效溶液沸點(diǎn)： t1=T0△ t1==156℃ Ⅰ 效二次蒸汽溫度： T1=t1△ 1＇ △ 1＇＇ ==℃ Ⅱ 效溶液沸點(diǎn)： t2=T11△ t2==℃ Ⅱ 效二次蒸汽溫度： T2=t2△ 2＇ △ 2＇＇ ==℃ Ⅲ 效溶液沸點(diǎn)： t3=T21△ t3==℃ 相應(yīng)的二次蒸汽壓強(qiáng)查《化工原理》得 P1＇ = P2＇ = 由于第三效的二次蒸汽的壓力知為 ，溫度為 ℃ 誤差條件：︳ P1＇ P1 ︳ /P1Z1 , ︳ P2＇ P2 ︳ /P2Z1 , ︳ WL1W1 ︳ /W1Z2 , ︳WL2W2 ︳ /W2Z2 , ︳ WL3W3 ︳ /W3Z2 ,Z、分別為計(jì)算精度，可以是 ，也可以是 。 由于︳ P1＇ P1 ︳ /P1Z1 所以進(jìn)行重新計(jì)算 .則重新設(shè) P1=P1＇ , P2=P2＇ , W1=Wl1,W2=Wl2, W3=WL3 代入前面式開始重復(fù)上述計(jì)