内蒙古工业大学化工原理蒸发器课程设计1.pdfVIP

内蒙古工业大学本科课程设计说明书 第1章 蒸发方案设计 1.1蒸发操作条件的确定 蒸发操作条件主要指蒸发器加热蒸汽的压强 （或温度），冷凝器的操作压强 （或 温度）的确定。正确选择蒸发的操作条件，对保证产品质量和降低能耗极为重要。 加热蒸汽的确定需要考虑加热蒸汽温度的上限和下限。被蒸发的溶液有一个最高 的蒸发温度，超过此温度蒸发就物料就会变质，破坏和分解，这是确定加热蒸气压强 的一个依据。蒸发是一个消耗大量加热蒸气而又产生大量二次蒸气的过程。从节能观 点出发，应分充利用二次蒸汽作为其它加热用的热源，即要求蒸发装置能够提供温度 较高的二次蒸汽，这样既可以减少锅炉产生蒸汽和蒸汽的消耗量，又可减速少末效进 入冷凝器的二次蒸气量，提高了蒸汽利用率。因此，我们应该尽可能采用温度较高的 蒸汽。 通常所用饱和蒸汽的温度不超过180℃，超过时相应的压强就很高，这将增加加 500 700kPa 热的设备费和操作费。一般的加热蒸汽压强在 ～ 范围内，最高不超过 800kpa，本设计加热蒸汽压强选用600kPa 。 1.2冷凝器操作压强的确定 若第一效用较高压强的加热蒸汽，则末效可采用常压或真空蒸发，此时末效产生 的二次蒸汽具有较高的温度，可以全部利用。而且各效操作温度高时，溶液黏度低， 传热好。若一效加热蒸汽压强低，末效应采用真空操作。此时各效二次蒸汽温度低， 进入冷凝器冷凝需消耗大量冷却水，而且溶液粘度大，传热差。但对于那些热敏性物 料的蒸发，为充分利用热源还是经常采用。对混合式冷凝器，其最大的真空度取决于 冷凝器内的水温和真空装置的性能。通常冷凝器的最大真空度为80～90kPa 。本设 计冷凝器压强采用30kPa 。 1.3 进料状况 采用沸点进料，操作简单。 1 内蒙古工业大学本科课程设计说明书 1.4蒸发器的类型及其选择 在化工生产中，大多数蒸发器都是利用饱和水蒸汽作为加热介质，因而蒸发器中 热交换的一方是饱和水蒸汽冷凝，另一方是溶液的沸腾，所以传热的关键在于料液沸 腾一侧。为了适应各种不同物性物料的蒸发浓缩，出现了各种不同结构型式的蒸发器， 而且随着生产，技术的发展，其结构在不断改进。工业中常用的间壁式传热蒸发器， 按溶液在蒸发器中的流动特点，可分为循环型 （中央循环管式，悬筐式，外加热型， 列文式，强制循环形等）和单程型 （升膜式，降膜式，升－降膜式，刮板式等）两大 类型。蒸发器在结构上必须有利于过程的进行，为此在选用时应考虑以下原则： 1.尽量保证较大的传热系数，满足生产工艺的要求； 2.生产能力大，能完善分离液沫，尽量减慢传热面上垢层的生成； 3.构造简单，操作维修和清洗方便，造价低，使用寿命长； 4.能适应所蒸发物料的一些工艺特性 （如粘度，起泡性，热敏性，结垢性，腐蚀 性等）。 具体选用时应根据实际情况，考虑主要影响因素进行设计。 本设计采用中央循环管式蒸发器。中央循环管式蒸发器结构紧凑，制造方便，操 作可靠，故在工业上应用广泛，有所谓标准蒸发器。但设备的清洗和检修不够方便。 1.5蒸发器效数的选择 为充分利用热能，为提高热能利用效率，生产中一般采用多效蒸发，但并不是效 数越多越好，效数的选择受经济上和技术上的限制。 经济上的限制是指效数超过一定数时经济上不合算。多效蒸发中，随效数的增加， 总蒸发量相同时所需蒸汽量减少，使蒸汽用量减少，使操作费用降低。但随效数增加， 设备费成倍增长，而所节省的蒸汽量愈来愈少，所以无限制增加效数已无实际意义， 最适宜的效数应使设备费和操作费二者之和为最小。 技术上的限制是指效数过多，蒸发操作难于进行。一般工业秤中加热蒸汽压强和 冷凝器操作压强都有一定限制，因此在一定操作条件下，蒸发器的理论总温度差为一 定值。在效数增加时，由于各效温差损失之和的增加，使总有效温差减小，分配到各 效的有效温差小到无法保证各效发生正常的沸腾状态时，蒸发操将无法进行下去。 3 综合考虑经济上和技术上的