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一、化工原理课程设计的要求和内容 1 目的和要求 要求能综合运用本课程和前修课程的基本知识,进行融会贯通的独立思考,在规定的时间内完成指定的化工设计任务,从而得到化工工程设计的的初步训练; 要求了解工程设计的基本内容,掌握化工设计的程序和方法,培养分析和解决工程实际问题的能力; 使学生树立正确的设计思想,培养实事求是,严肃认真,高度责任感的工作作风。 2.3.2 多效蒸发流程 多效蒸发操作蒸汽与物料的流向有多种组合,常见的有: 并流: 溶液与蒸汽的流向相同,称并流。 逆流: 溶液与蒸汽的流向相反,称逆流。 错流: 溶液与蒸汽在有些效间成并流,而在有些效间成逆流。 平流: 每一效都加入原料液的方法。 下面以三效为例加以说明: (1)并流流程 蒸汽流动方向: 1→2→3 溶液流动方向: 1→2→3 三、多效蒸发的计算 (一)多效蒸发的工艺计算 主要依据是物料衡算、热量衡算及传热速率方程。计算的主要项目有:加热蒸汽的消耗量;各效溶剂的蒸发量;各效的传热面积。 计算的已知参数包括:料液的流量、温度和组成、最终完成液的组成、加热蒸汽的压力和冷凝器中的压力等。 三、多效蒸发的计算 (二)蒸发器的主要结构尺寸 中央循环管式蒸发器的主要结构尺寸包括:加热室和分离室的直径和高度;加热管与中央循环管的规格、长度及在管板上的排列方式。这些尺寸的确定取决于工艺计算结果。 计算的已知参数包括:料液的流量、温度和组成、最终完成液的组成、加热蒸汽的压力和冷凝器中的压力等。 三、多效蒸发的计算 (三)蒸发装置的辅助设备 主要包括气液分离器与蒸汽冷凝器。 五、要求完成的内容 一)、设计说明书一份: 1. 封面、评分表、任务书、计算结果总表:A4纸统一格式,每人先交七元; 2. 目录:分章、节; 3. 前言: (1)化工原理设计的目的、意义; (2)本设计主题设备在化工生产中的地位作用; (3)本设计主要产品的生产过程,本设计在该产品的生产工艺中的作用; 4. 设计方案的确定: (1)采用三效并流蒸发的优点; (2)流程概述、简图,说明根据既定任务的特点确定具体流程的优点,物料预热方式以及作用,设备形式、设备材质以及生产过程的控制方式; 5. 本设计方案符号说明: (1)一定要齐全,各量必须在符号上能区分,并符合技术习惯(字母、上下标); (2)先按英文字母排列,每一字母先大写后小写,然后再按其它字母排列; (3)标明符号名称,注明单位(一定要转换为SI制)。 6. 设计计算和说明: (1)对第一次出现的符号一定用文字前导或补充说明; (2)强调要先写明公式原形再代入数字计算,每一个计算结果必须要注明单位; (3)强调要计算过程清楚,最后填写计算结果总表; (4)要求详细的文字说明,外人必须看得懂。 7. 对本设计计算的讨论和设想,对经济、技术方面提出合理的改进建议; 8. 主要参考文献:著录格式符合本科毕业论文的要求。 二)、设计图纸一套: 1. 带控制点的工艺流程图,用1#或2#方格纸画,一定要体现控制思想和方法,主物料流用粗实线,设备外形用粗实线,其余用细线,要体现相对大小和比例; 2. 主要设备的工艺条件图。 参考《化学化工物性数据手册》无机卷 水溶液密度ρ计算公式: 其中x为质量分率; 水溶液热容CP计算公式:CP=CPA×XA+ CPB×XB,其中x为质量分率; 加热器的实际传热面积应为理论面积的1.2~1.3倍,一般取1.25倍; 试差结果要求小于5% 七、设计步骤和进度要求 一)、首先设计流程简图,重点解决原料预热的策略优化选择问题,大致有以下几种选择:(12月31日中午之前完成) 1)用末效的二次蒸汽预热原料,预热原料后已发生部分冷凝的二次蒸汽再进入蒸汽冷凝器进行完全冷凝,这种方法一般可以将原料液预热到比该二次蒸汽温度低5℃(二次蒸汽温度可由末效冷凝器的压强查表得到); 2)用第一效的加热蒸汽的冷凝液经逆流换热来预热原料,这种预热方法中热的蒸汽冷凝液经预热原料后其出口温度一般比冷原料液的进口温度高10℃,由冷、热物料的热量衡算即可可算出预热后的原料液的温度(加热蒸汽冷凝液的温度可由加热蒸汽的压强查表得到,冷凝液的量可以按总蒸发量的35%估计); 3)直接用高温的加热蒸汽预热原料,一般可以将原料液预热到第一效的溶液温度(t1,即使t0=t1),这种预热方法可达到最高的预热温度,但要消耗额外的加热蒸汽,成本较高; 4)用上述方法中的任意方式进行原料液预热; 本步骤完成后要确定预热后原料液的温度值。 二)、根据既定的设计流程简图和原料预热方案,进行给定设计任务的计算: 1)进行蒸发工艺的计算最终得到D、W、W1、W2、W3、S1、S2、S3等物流的量值; 2)
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