化工原理课程设计-年产量3吨水溶液蒸装置的设计 - 副本.docVIP

长沙理工大学 《化工原理》课程设计说明书 设计题目 KNO3水溶液三效并流加料蒸发装置的设计 学生姓名 蔡亮山 指导老师 学 院 化学与生物工程学院 学 号 200938090216 专业班级 生物0902 完成时间 2011年7月 目 录 一 前言………………………………………………………（1） 二 设计任务…………………………………………………（2） 2.1设计任务………………………………………………（2） 2.2操作条件………………………………………………（2） 三 设计条件及设计方案说明………………………………（2） 四 物性数据及相关计算……………………………………（3） 4.1估计各效蒸发量和完成液浓度………………………（3） 4.2估计各效蒸发溶液的沸点和有效总温度差…………（4） 4.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算………（5） 4.4蒸发器传热面积的估算………………………………（6） 4.5有效温度的再分配……………………………………（7） 4.6重复上述计算步骤……………………………………（7） 4.7计算结果列表………………………………………（10） 五 主体设备计算和说明…………………………………（11） 5.1加热管的选择和管数的初步估计…………………（11） 5.2循环管的选择………………………………………（11） 5.3加热管的直径以及加热管数目的确定……………（11） 5.4分离室直径和高度的确定…………………………（12） 5.5接管尺寸的确定……………………………………（14） 六 附属设备的选择………………………………………（15） 6.1气液分离器…………………………………………（16） 6.2蒸汽冷凝器…………………………………………（16） 七 三效蒸发器主要结构尺寸和计算结果………………（18） 7.1蒸发器的主要结构尺寸的确定…………………………（18） 7.2 气液分离器结构尺寸的确定……………………………（18） 八 参考文献………………………………………………（19） 九 设计总结………………………………………………（19） 十 附录……………………………………………………（21） 附录 1：并流加料蒸发流程………………………………………（21） 附录 2：并流加料三效蒸发器的物料衡算和热量衡算示意图………………（22）  一 前言 蒸发器可广泛用于医药、食品、化工、轻工等行业的水溶液或有机溶媒溶液的蒸发,特别适用于热敏性物料(例如中药生产的水、醇提取液等)。同时，蒸发操作也可对溶剂进行回收。 蒸发是使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸气，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作。蒸发有它独特的特点：从传热方面看，原料液和加热蒸气均为相变过程，属于恒温传热；从溶液特点分析，有的溶液有晶体析出、易结垢、易生泡沫、高温下易分解或聚合、粘度高，腐蚀性强；从传热温差上看，因溶液蒸气压降低，沸点增高，故传热温度小于蒸发纯水的温度差；从泡沫夹带情况看 ，二次蒸气夹带泡沫。需用辅助仪器除去；从能源利用上分析，可以对二次蒸气重复利用……这就要求我们从五个方面考虑蒸发器的设计。 随着工业蒸发技术的发展，蒸发器的结果和型式也不断的改进。目前，蒸发器大概分为两类：一类是循环型，包括中央循环管式、悬筐式、外热式、列文式及强制循环式等；另一类是单程型，包括升膜式、降膜式、升—降膜式等。这些蒸发器型式的选择，要多个方面综合得出。 现在化工生产实践中，为了节约能源、提高经济效益，很多厂家采用的蒸发设备是多效蒸发。因为这样可以降低蒸气的消耗量，从而提高蒸发装置的各项热损失。多效蒸发流程可分为：并流流程、逆流流程、平流流程以及错流流程。在选择型式时应考虑料液的性质、工程技术要求、公用系统的情况等。 通过上学期学习《化工原理》和本学期学习《化工原理课程设计》，我对蒸发器有了一定的了解和熟悉。我相信这些基础理论知识能帮助我很好的完成本次课程设计任务。虽然不可避免地会遇到很多的问题与困难，但是我将在解决问题中收获很多！我一定认真地完成好，让自己可以有更大的提高！ 二 设计任务 2.1设计任务 蒸发器处理能力为年产吨水溶液； 每年按照300天计，每天24小时； 水溶液的原料浓度为1％，完成液体浓度为％； 蒸发器的设备形式为中央循环管式蒸发器； 2.2操作条件 （1）加热蒸汽压力为400 kPa（绝热），冷凝器的绝压为20 kPa（绝热）； （2）各效蒸发器的总传热系数分别为 K1=2000W/（m）、 K2=W/（m）、 K3=W/（m） ；3.5 KJ /（K