75kta_NaOH溶液三效蒸发装置设计-化工原理课程设计说明书.pdf

内蒙古工业大学化工原理课程设计说明书 第一章 设计方案的确定 1.1蒸发操作条件的确定 1.11 加热蒸汽压强的确定 因加热是必须考虑加热温度的上限和下线，被蒸发的溶液有一上限值，超 过温度上限值，会使得物料变质，导致失去本有的物性，这是一个重要的指指标， 也是确定物料加热蒸汽压强的依据，蒸发是一个消耗大量加热蒸汽而又产生大量 二次蒸汽的过程。再者从节能观点出发，应充分利用二次蒸汽作为其它加热热源， 同时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汽量，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，这将增加加热的设备费和操作费。一般的加 kPa kPa 热蒸汽压强在400～800 范围内，本设计加热蒸汽压强选用700 。 1.1.2 冷凝器压强的确定 如果第一效用较高压强的加热蒸汽，则末效可以采用常压蒸发，此时末效产 生的二次蒸汽具有较高的温度，可以全部利用。因而各效操作温度高时，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。通常 冷凝器的最大真空度为80～90kPa 。此次设计冷凝器压强真空度取为85kpa则 采用20kPa 。 1.2 蒸发流程的确定 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。要适应各种不同物料的蒸发浓缩，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，其结构在不断改进和更新。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 内蒙古工业大学化工原理课程设计说明书 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）。 具体的选择要考虑实际情况而定的，在不同情况下要求不同，因而选择的蒸 发方式也不径相同，即要看情况而定。 此次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，而却研究充分应用范围广，故在工业上应用广泛，有所谓 “标准 蒸发器”之称。但设备的清洗和检修不够方便。 1.3 蒸发器效数的确定 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。因 为在多效蒸发中，将前一效的二次蒸汽作为后一效的加热蒸汽加以利用，可节省 生成蒸汽的耗量。但并不是效数越多越好，效数的选择受经济上和技术上的因素 限制。 一方面，随着效数的增加，单位蒸汽的消耗量减小，操作费用降低；另一方 面，效数越多，设备投资费越大，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 ，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。 通常，工业多效蒸发操作的效数取决于被蒸发的溶液的性质和温度损失大小 等等，每效蒸发器的有效温度差最小为5～7℃。 考虑经济上和技术上的限制综合考虑，本设计蒸发器效数采用3效。 1.4 蒸发流程的选择 多效蒸发的操作流程根据加热蒸汽与料液的流向不同，可分为并流、逆流、 平流三种。 并流是工业中最常用的加料模式，溶液与蒸汽的流动方向相同，均由第一效 顺序的流至末效。并流的