蒸发器结构与设计.docx

蒸发器结构与设计 蒸发器结构与设计 PAGE / NUMPAGES 蒸发器结构与设计 蒸发器的构造和 设计 [姓名 ] [学号 ] [班级 ] 欢迎共阅 蒸发器的构造 2 循环型 (非膜式 ) 蒸发器 2 膜式 ( 单程型 ) 蒸发器 3 蒸发器的设计 5 蒸发器的选择 5 蒸发工艺的设计计算 5 蒸发器的主要构造工艺尺寸的设计 6 蒸发装置的协助设施的设计 8 蒸发器主要由加热室及分别室构成。按加热室的构造和操作时溶液的流动情 况，可将工业中常用间接加热蒸发器分为循环型 (非膜式 )和单程型 (膜式 )两大类。 一、循环型 ( 非膜式 )蒸发器 这种蒸发器的特色是溶液在蒸发器内作连续的循环运动，以提升传热成效、和缓溶液结垢状况。因为惹起循环运动的原由不一样，可分为自然循环和强迫循环两种种类。前者是因为溶液在加热室不一样地点上的受热程度不一样，产生了密度差而惹起 的循环运动；后者是依赖外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。 (一) 中央循环管式 (或标准式 )蒸发器。 （2 ）悬筐式蒸发器 二、膜式 (单程型 )蒸发器 上述各样蒸发器的主要弊端是加热室内滞料量大，以致物料在高温下逗留时间长，特别不适于办理热敏性物料。在膜式蒸发器内，溶液只经过加热室一次即可浓 缩到需要的浓度，逗留时间仅为数秒或十余秒钟。操作过程中溶液沿加热管壁呈传热一 ) 升膜蒸发器 （一 ) 升膜蒸发器 升膜蒸发器的构造以下图，加热室由单根或多根垂直管构成，加热管长径之比为 100 ～150 ，管径在 25 ～50mm 之间。原料液经预热达到沸点或靠近沸点后，由加热室底部引入管内，为高速上涨的二次蒸汽带动，沿壁面边呈膜状流动、边进行蒸发，在加热室顶部可达到所需的浓度，达成液由分别器底部排出。二次蒸汽在加热管内的速度不该小于 l0m ／s，一般为 20 ～50m ／s，减压下可高达 100 ～160m ／s 或更高。 (二) 降膜蒸发器 若蒸发浓度或粘度较大的溶液，可采纳降膜蒸发器，它的加热室与升膜蒸发器 近似。原料液由加热室顶部加入，经管端的液体散布器平均地流人加热管内，在溶 液自己的重力作用下，溶液沿管内壁呈膜状下贱，并进行蒸发。为了使溶液能在壁 上平均布膜，且防备二次蒸汽由加热管顶端直接窜出，加热管顶部一定设置加工良 好的液体散布器。 2| 蒸发器的设计 一、 蒸发器的选择 跟着工业技术的发展，新式蒸发设施不停出现。在工业中常用的间接加热蒸发器分别为循环型和单程型两大类。循环型的蒸发器中有中央循环管式、悬框式、外 加热式、列文式及强迫循环管等，单程型的蒸发器有升膜式、降膜式、升 -降膜式等。我们要依据蒸发的操作条件及各项要求选择适合的蒸发器。我们以中央循环管 式蒸发器为例。 欢迎共阅 蒸发操作条件确实定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）确实定，正确选择蒸发的操作条件，对保证产质量量和降低能耗 极为重要。 二、 蒸发工艺的设计计算 多效蒸发工艺计算的主要依照是物料衡算、热量衡算及传热速率方程。计算的主要项目有：加热蒸汽（生蒸汽）的耗费量，各效溶剂蒸发量，以及各效的传热面积。计算的已知参数有：料液的流量、温度和浓度，最后达成液的浓度，加热蒸汽 的压强和冷凝器中的压强等。 多效蒸发的计算一般采纳试差法。 （1 ） 依据工艺要求及溶液的性质，确立蒸发的操作条件（如加热蒸汽压强及冷凝器的压强），蒸发器的形式、流程和效数。 （2） 依据生产经验数据，初步预计各效蒸发量和各效达成液的浓度。 （3 ） 依据经验假定蒸汽经过各效的压强降相等，估量各效溶液沸点和有效总 温差。 （4） 依据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。 （5） 依据传热速率方程计算各效的传热面积。若求得的各效传热面积不相等，从头分派有效温度差，重复步骤（ 3) 至（ 5），直到所求得各效传热面积相等 为止。 三、 蒸发器的主要构造工艺尺寸的设计 中央循环管式蒸发器主体分为加热室和分别室，加热室由直立的加热管制构成，管制中间为一根直径较大的中央循环管；分别室是汽液分别的空间。其主要结 欢迎共阅 构尺寸包含：加热室和分别室的直径和高度；加热管和循环管的规格，长度及在花 板上的摆列方式等。这些尺寸确实定取决于工艺计算结果，主假如传热面积。 我们选用的中央循环管式蒸发器的计算方法以下： （1 ）加热管往常采纳 mm5.225 ×φ， mm5.238 ×φ， mm5.357 ×φ等几种规 格的无缝钢管，长度一般为 2-6m 。管子长度的选择应依据溶液结垢的难易程度， 溶液的起泡性和厂房的高度等要素综合考虑。本次设计加热管采纳 mm5.238 ×φ 长度为 3 m 的无缝钢管。 n = S 143 414 由下式估量所需管数： d0 根 式中 S ——蒸发器的