课程设计前言h.docVIP

1.设计任务 1.1设计条件 　（1）生产能力（进料量）①设备型式中央循环管式蒸发器 ②加料方式：三效并流加料③进料组成8 %（质量分数，下同）产品组成25 % ④原料液温度：第一效沸点温度 ⑤各效蒸发器中溶液的平均密度：ρ1=1014 kg/m3，ρ=1060 kg/m3，ρ=1239 kg/m3； ⑥加热蒸汽压强：500 KPa（绝压），冷凝器压强20 KPa（绝压） ⑦各效蒸发器的总传热系数：K1=1500 W/(m2·K)， K2=1000 W/(m2·K)，K3=600 W/(m2·K)⑧ 各效蒸发器中液面的高度：1.5 m ⑨ 各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。假设各效传热面积相等，并忽略热损失。 （1）设计简对工艺发进简要论2）蒸发工艺计发传热积3）蒸发结设计4）主要辅设备选 按二次蒸汽的利用情况可以分为单效蒸发和多效蒸发，若产生的二次蒸汽不加利用，直接经冷凝器冷凝后排出，这种操作称为单效蒸发。若把二次蒸汽引至另一操作压力较低的蒸发器作为加热蒸气，并把若干个蒸发器串联组合使用，这种操作称为多效蒸发。多效蒸发中，二次蒸汽的潜热得到了较为充分的利用，提高了加热蒸汽的利用率。 按操作压力可以分为常压、加压或减压蒸发。 3.蒸发设备 随着工业发术的发发设备结断进创其种类结发动情况为环单两类环发为环悬筐热强环单发还给发分类工业发设备约仅?? 本次设计采用中央循环管式蒸发器 ： 结构和原理：其下部的加热室由垂直管束组成，中间由一根直径较大的中央循环管。当管内液体被加热沸腾时，中央循环管内气液混合物的平均密度较大；而其余加热管内气液混合物的平均密度较小。在密度差的作用下，溶液由中央循环管下降，而由加热管上升，做自然循环流动。溶液的循环流动提高了沸腾表面传热系数，强化了蒸发过程。 优点：蒸发器结构紧凑，制造方便，传热较好，操作可靠，应用广泛，有标准蒸发器之称。 缺点：由于结构上的限制，其循环速度一般在0.4～0.5m/s以下；蒸发器溶液浓度始终接近完成液组成，因而溶液的沸点高、有效温度差减小；设备清洗和维修不够方便。 为使溶液有良好的循环，中央循环管的截面积，一般为其余加热管总截面积的40%～100%；加热管的高度一般为1～2m；加热管径多为25～75mm之间。 4.2蒸发效数及加料的选择 本次设计采用三效并流加料蒸发： 虽然随效数的增加，传质推动力↓，温度差损失。但从经济效益角度考虑，多效蒸发提高了加热蒸汽的利用率，随效的增加，单位蒸汽的消耗量减少，使操作费用降低；另一方面，随效数的增加，虽然（D/W）min不断减小，但所节省的蒸汽量也越来越少。对于NaOH溶液来说由8%浓缩到25%，采用三效蒸发总费用最低。 逆流加料法适宜处理粘度随温度、组成比那话较大的溶液，不宜处理热敏性溶液。 并流加料的优点： 后效蒸发室的压强比前效低，故溶液再效间输送可利用压强差，不用外泵； 后效溶液沸点较前效的低，故前效溶液进入后效时，会因过热而自动蒸发，可多产生一部分二次蒸汽。 4.3三效并流加料蒸发流程 图1所示是由由三个蒸发器组成的三效并流加料的流程示意图。溶液和蒸汽的流向相同，即都由第一效顺序流至末效,故称为并流加料法。 具体流程如下：原料液进入第一效蒸发器，水蒸汽通入第一效加热室，蒸发出的二次蒸汽进入第二效的加热室作为加热蒸汽，第二效的二次蒸汽又进入第三小的加热室作为加热蒸汽，第三效（末效）的二次蒸汽则送至冷凝器全部冷凝，浓缩后的溶液由底部排出，一次流过后面各效时即被连续不断的浓缩，完成液由末效底部取出，浓缩完成。 多效蒸发的前效为加压或常压操作，而后效则在减压下操作，在加压蒸发中，所得到的二次蒸气温度较高，可作为下一效的加热蒸气加以利用，减少水蒸汽的用量。此流程有下面几点点间压力输有发产间不必设预热管于辅设备少装紧凑温损装简工艺条稳设备维减样着点温浓传热数适应 图1、三效并流加料的流程示意图