盐化工工艺学-第八章.ppt

授课对象：2009级化工本 授课教师： 黄 美 英 总 学 时： 48 课时：12学时 要求：了解各种设备的结构功能，掌握典型设备 的有关计算和选型。 降膜式蒸发器：可以蒸发浓度较高的溶液，对于黏度 较大的物料也适用，但液膜在管内分布不易均匀，传 热系数比升膜式蒸发器的小。 升-降膜式蒸发器：用于蒸发过程中溶液粘度变化很 大，溶液中水分蒸发量不大，厂房高度有一定限制 的场合。 4 单程蒸发器的优点：溶液在蒸发器中停留时间很短， 适合于热敏性物料的蒸发；整个溶液的浓度不像循环 型那样总接近于完成液的浓度，因而温度差损失相对 较小；膜状流动，液柱静压头引起的温差损失可忽略 不计； 缺点：对进料负荷的波动相当敏感，当设计或操作不 适当时，不易成膜；对流传热系数明显下降；不适用 于易结晶和结垢物料的蒸发。 8.2.2 蒸发器的选型和计算 1、满足生产工艺要求、保证产品质量 结垢：易结垢，采用强制外循环或列文蒸发器； 黏度：黏度大不易采用自然循环型蒸发器； 热敏性：采用膜式蒸发器或低温蒸发器； 有无结晶析出：有晶体析出，则不易采用膜式蒸发器； 发泡性：易发泡，则采用升膜式、强制外循环或列文式蒸发器； 腐蚀性：加热管必须进行防腐，玻璃、不透性石墨和合金材料。 蒸发器选型 2、工程技术要求： 处理量，蒸发量、料液进出口温度和浓度，安装现场 的面积和高度、设备投资限额、生产方式（间歇或连续）等。 3、公用系统情况 热源、蒸汽供应量及压力、能够利用的冷却水量、水质 和温度。 4、生产能力较大，构造简单，操作维修方便 5、经济性好，包括设备造价、操作费用等。 蒸发器各部件及计算 蒸发室 作用：供被加热卤水沸腾蒸发；将蒸发产生的二次蒸汽与其 中夹带的泡沫分离，以获得较纯净的二次蒸汽，减少卤水损 失、冷凝水污染和加热室腐蚀；储存料液保证卤水的循环和 蒸发；将析出的盐沉积于蒸发室下部，既是蒸发室，又是结 晶器；收集二次蒸汽，为下一循环储存热量。 蒸发室的直径和高度——容积蒸发强度和操作液面的控制 高度。容积蒸发强度可看着是二次蒸汽在蒸发室停留时间的 倒数，即单位时间内通过蒸发室单位截面的二次蒸汽量[m3/ (m2?s)]即蒸汽的截面流速。通常可取0.8~1.3 m3/(m2?s)，四效 蒸发，各效容积蒸发强度可分别取：0.8、0.9、1.05、1.3. VK——蒸发室蒸发空间，m3 W——蒸发水量，kg/h γ——二次蒸汽比容，m3/kg R——容积蒸发强度，m3/(m2?s)。 蒸发室直径受加热室布管限制，通常是确定了的， 其总高度H为： h/——料液的进料高度，m h——蒸发空间高度，m Pn——过热温升加二次蒸汽温度 得到的温度所对应的压强，Pa P二次蒸汽 ——二次蒸汽压强，Pa ρ——料液的密度，kg/m3。 外加热蒸发器，直径的计算如下： W ——二次蒸汽量，kg/h γ——二次蒸汽比容，m3/kg v——二次蒸汽的断面流速，m/s。 外加热蒸发器，蒸发室高度： 考虑到料液的沸腾性、操作液面的波动，通常蒸发室 蒸发空间高度不低于3~4m。 加热室 由壳体、管板、加热管组成。蒸汽由壳体上部或中部 引入加热室管间，冷凝水由下部排出，管内为被加热物料。 加热管的规格：Ф38×2、 Ф45×2.5 、 Ф57×3.5 ， 管长1.5~2m；外加热蒸发罐管长6~7m，管间距为管外径 的1.25~1.35倍。各部分材质尽可能相同，避免电化学腐蚀。 加热面积的计算 A ——加热室传热面积，m2 Q——传热速率，J/s K——传热系数，W/(m2?K) Δtm——传热的有效温差，℃ 过滤时间：采用恒压过滤方程式计算。 洗涤时间：取决于洗水用量和洗涤速率，又与 洗涤方式有关。 置换洗法：洗水所走路线与滤液所走路线完全 一致，所穿过的滤饼厚度等于过滤终了时滤液 所穿过的厚度，洗涤速率与最终过滤速率相等。 横穿洗法：洗水所穿过的滤饼厚度两倍于过滤 终了时滤液所通过的厚度，洗水的流通截面积 只有滤液流通截面积的一半，洗涤速率只有最 终过滤速度的1/4。 拆装时间：视实际情况而定，与过滤速率无关。 最佳过滤周期：拆卸、整理与重装所占时间是固定的， 与产量无关。而过滤洗涤所占时间与产量有关，产量 越大时间越长。 一个操作循环中，过滤时间短，形成的滤饼薄， 过滤的平均速率大，但是其他固定操作时间所占比例 大；反之，过滤时间加长，滤饼厚，过滤平均速率小