亚硫酸钠蒸发结晶器设计.doc

蒸发量20吨/小时亚硫酸钠连续蒸发结晶 设备及配套工程的选型 时间：2012年9月20日 编辑：安小刚 联系邮箱：515908309@ 生产工艺流程图 底流 母液 一、设计要求 本项目为新建项目，碱吸收制亚硫酸钠 亚硫酸钠处理量为24m3/h原料液浓度为%，温度为25度蒸发原理及设备选型 蒸发装置选型: 四效蒸发 在单效蒸发器中每蒸发1kg的水要消耗比1kg多一些的加热蒸汽。在工业生产中，蒸发大量的水分必须消耗大量的加热蒸汽。为了减少加热蒸汽消耗量，可采用多效蒸发操作。多效蒸发时，要求后效的操作压强和溶液的沸点均较前效为低，因此可以引入前效的二次蒸汽作为后效的加热介质，即后效的加热室成为前效二次蒸汽的冷凝器，仅第一效需要消耗生蒸汽。一般多效蒸发装置的末效或后几效是在负压（真空）条件下操作 由于各效（末效除外）的二次蒸汽都作为下一效蒸发器的加热蒸汽，故提高了生蒸汽的利用率，即经济性。表3-3列出了最小的（D/W）min。 表中： D— 生蒸汽量 W— 蒸发水量 表3-3 单位蒸汽消耗量 效 数 单效 双效 三效 四效 （D/W）min 1.1 0.57 0.4 0.3 锅炉蒸汽（生蒸汽）通入首效（I效）蒸发器的加热室，通过加热管与水进行热交换。加热蒸汽释放热量被冷凝为液态水，由加热室下部排出，返回锅炉。蒸发器内的水则在加热室被加热至过热状态后进入蒸发室。 过热的水在蒸发室内急剧沸腾汽化。水部分汽化，产生的蒸汽称作“二次蒸汽”，引入II效蒸发器的加热室，作为热源使II效蒸发器内的水被加热，部分汽化，产生II效“二次蒸汽”，用作III效的热源，依次类推。末效二次蒸汽则有真空系统引出。 按加料方式不同，常见的多效蒸发操作流程有以下几种： 顺流加料法 顺流加料蒸发流程的原料液与蒸汽的流向相同，都由第一效顺序流至末效。原料液进入第一效，浓缩后排入第二效，依次流过后面各效，被不断浓缩。完成液由末效取出。当蒸发过程中有晶体析出时，根据具体情况，晶体可与料液一起输送流动，依次进入后面各效，也可以在每一效蒸发室底部设置排盐脚，分效排出。 蒸水量按每小时20吨蒸发量考虑。采用四效强制外循环蒸发器，具有系统简单，便于操作的特点。根据出料温度的要求，可采用顺流操作作。稀溶液首先经冷凝水两级预热后进蒸发器，充分利用了高温冷凝水的热量。一效夹套冷凝水可回锅炉，其余冷凝水由泵排出，回用或排放。经蒸发后的浓缩液由泵排出到下工段。 蒸发器的计算 在多效蒸发计算中，一般来说，已知条件是：原料液的流量、浓度和温度；加热蒸汽的压强；冷凝器的真空度；完成液的浓度等。 需要求算的项目是：生蒸汽的消耗量；各效的蒸发量；各效的传热面积。 方法是采用蒸发系统的物料衡算、热量衡算和传热速率方程式。建立多元方程组求解。 系统工艺计算 采用物料衡算热量衡算结合的系统工艺计算可确定蒸发系统各效、预热器、闪发器等设备的物料流量及热传递量。 设定操作条件： 压差分配： 首先确定首效加热蒸汽压强P0和末效二次蒸汽压强P4，然后进行压差或温差分配。常采用压差分配对各效操作参数作初步配置，再通过各效有效温差调整。 压差分配常采用下列经验参数： 一效生蒸汽压强 [MPa] 根据实际情况选定。 式中：P— 各效二次蒸汽压强 [MPa] 下标表示效数。 由于除了多组分卤水原料外，制盐生产蒸发系统中各效温差损失相差不大，在压差分配后，可根据各效间温差加以调整。 温差损失 制盐蒸发器温差损失主要由料液沸点升造成，此外静压差、料液过热、管路阻力等也是造成温差损失的因素。 各效加热面积的计算： 蒸汽压力按7公斤表压计算 则各效面积为： Ⅰ效：计算考虑管路中的不确定因素取自然外循环蒸发所需面积：Ａ１＝250ｍ２　 蒸发分离室:Ф2000*6000 Ⅱ效：自然外循环蒸发所需面积：Ａ２＝250ｍ２　 蒸发分离室:Ф2000*6000 Ⅲ效：强制外循环蒸发所需面积：Ａ3＝250ｍ２　 蒸发分离室:Ф2400*6000 Ⅳ效：强制外循环蒸发所需面积：Ａ3＝250ｍ２　 蒸发分离室:Ф2900*6500 考虑减少液沫夹带，液面以上的分离高度取3m 具体见计算表 蒸发系统的真空装置 维持真空操作可以使蒸发温度降低，进一步提高生产强度降低溶液对材质的腐蚀环境。多效蒸发系统为维持其蒸发室压强逐效降低，保持必要的温差，其末效必须与真空装置相联。真空装置性能的好坏，对整个蒸发系统的总温差影响极大。 蒸发系统真空装置工