蒸发器选型.docx

化工原理课程设计－－－蒸发器设计（二）  HYPERLINK /blog/ \l m=0t=1c=fks_087065082086081064087095074068080081086071092 \o 默认分类 默认分类 2007-07-20 14:30:43 阅读3037 评论2 ??字号：大中小?订阅 第二章???? 蒸发器工艺计算 (请尊重版权，谢绝转载) 第一节?????? 流程图及对设计流程图的说明 1.1 蒸发操作流程的确定 蒸发装置流程是指多效蒸发器中蒸发器的数目及其组合排列方式,物料和蒸汽的流向,以及附属设备的安排等.多效蒸发器的流程根据加热蒸汽与料液的流向不同可以分为并流、逆流、平流及混流四种。 1.1.1??????? 一般情况下，生产中通常用并流。如图2-1所示。并流操作，料液在效间的传输可以利用各效间的压差进行，而不用另外用泵来传输。同时由于效间沸点依次降低，前一效的料液进入后一效时，会因过热而自动发生蒸发。但是并流操作也有自己的缺点。各效的压力差依次减小，温度也依次减小，而料液的浓度依次升高，黏度依次增大，这对料液的传输不利。特别是对于高黏度的料液不宜采用并流方式进料。 ? ? 1.1.2 逆流流程料液由末效加入，依次用泵送入前一效，随着料液浓度升高温度也越高。依次各效间黏度相差不是太大，传热系数变化也不是很大。逆流加料适合于黏度随浓度变化较大的料液，而不适宜热敏性物料的蒸发。 1.1.3 平流操作适合于有结晶析出的物料,或用于同时浓缩两种以上的水溶液体系.如图2-2所示。 ? 1.1.4混流操作是在各效间兼用并流和逆流的加料方法，其具有并流和逆流的有点，同时克服了他们的缺点，但是操作比较复杂。 　　鉴于糖汁是热敏性料液，不宜采用逆流；其出效黏度变化也比较小，在并流能满足的情况下，为了操作简便和经济，设计管路比较繁琐,其操作比较复杂，一般情况也不采用混流。从以上又知道，平流不合适于糖汁的蒸发。所以选择并流比较经济。 ? 1.2. 蒸发效数的确定 采用多效蒸发的目的在于充分利用热能。通过二次蒸汽的再利用，减少蒸汽的消耗量，提高蒸汽的经济性。但是并不代表效数越多越好，其还受到经济和计算因素的限制，因此在确定效数时，应该综合考虑设备费用和操作费用总和最小来确定最合适效数。表2-1表示不同效数蒸发过程的单位蒸汽消耗量，可以借此作为选效参考。 ? 表2-1 不同效数蒸发过程的单位蒸汽消耗量（㎏蒸汽/㎏水）[1] 数 单效双效三小四效五效理论蒸汽消耗量1.10.50.330.250.2实际消耗量1.10.570.40.30.27若再增加效数可节约的蒸汽/%933025107 在蒸发操作中,为保证传热的正常进行,每一效的温差不能小于5~7℃,对于电解质,采用2~3效,对于非电解质,采用4~6效.糖汁溶质属于非电解质,我们采用4效,以利于确保每一效的加热面积相同。 1.3流程图及对设计流程图的说明 1.3.1从以上分析，可以确定蒸发的流程图，并加以对其的说明。流程图如图2-3所示（也可参见附录1）： ? ? 1.3.2 该蒸发流程采用四效并流工艺流程，料液和蒸汽从一效进效，每效的出效蒸汽（二效蒸汽）进入下一效继续进行加热蒸发，依次这样进行直到四效，每一效的二次蒸汽根据具体情况进行抽汽，抽汽方案具体见后面分析。出四效的二次蒸汽经冷凝罐冷凝，冷凝液向下排出，不凝性气体直接排空。 ? ? 第二节 蒸发器类型选择 2.1由于生产要求的不同，蒸发设备有多种不同的结构型式。对常用的间壁传热式蒸发器，按溶液在蒸发器中的运动情况，大致可分为以下两大类： 2.1.1单程型蒸发器 特点：溶液以液膜的形式一次通过加热室，不进行循环。 优点：溶液停留时间短，故特别适用于热敏性物料的 蒸发；温度差损失较小，表面传热系数较大。 缺点：设计或操作不当时不易成膜，热流量将明显下降；不适用于易结晶、结垢物料的蒸发。此类蒸发器主要有 a.升膜式蒸发器 b.降膜式蒸发器 c.刮板式蒸发器 2.1.2循环型蒸发器 特点：溶液在蒸发器中做循环流动，蒸发器内溶液浓度基本相同，接近完成液的浓度。操作稳定。此类蒸发器主要有 a.中央循环管式蒸发器 b.悬筐式蒸发器 c.外热式蒸发器 d.列文式蒸发器 e.强制循环蒸发器。 其中，前四种为自然循环蒸发器。 2.2 蒸发器的选型[1] 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，中间有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