多效蒸发设计(以NaOH为例).docx

化 工 原 理 课 程 设 计 第一章 前言 §1·1 概述` NaOH 蒸 发 系 统 设 计 目 录 第二章 蒸发工艺设计计算 §2·1 蒸浓液浓度计算 §2·2 溶液沸点和有效温度差的确定 §2·2·1 各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失 / §2·2·2 各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失 §2·2·3 由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失 §2·3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算 §2·4 蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布以及传热系数 K 的确定 §2·5 温差的重新分配和试差计算 §2·5·1 重新分配各效的有效温度差， §2·5·2 重复上述计算步骤 §2·6 计算结果列表 第三章 NaOH 溶液的多效蒸发优化程序部分 §3·1 具体的拉格朗日乘子法求解过程 §3·2 程序内部变量说明 §3·3 程序内容： §3·4 程序优化计算结果 §3·5 优化前后费用比较 第四章 蒸发器工艺尺寸计算 §4·1 加热管的选择和管数的初步估计 §4·1·1 加热管的选择和管数的初步估计 §4·1·2 循环管的选择 §4·1·3 加热室直径及加热管数目的确定 §4·1·4 分离室直径和高度的确定 §4·2 接管尺寸的确定 §4·2·1 溶液进出 §4·2·2 加热蒸气进口和二次蒸汽出口 §4·2·3 冷凝水出口 第五章、蒸发装置的辅助设备 §5·1 气液分离器 §5·2 蒸汽冷凝器 §5·2·1 冷却水量 §5·2·2 计算冷凝器的直径 §5·2·3 淋水板的设计 §5·3 泵选型计算 §5·4 预热器的选型 第六章 主要设备强度计算及校核 §6·1 蒸发分离室厚度设计 §6·2 加热室厚度校核 第七章 小结和参考文献： 希腊字母： 符号说明 c——比热容，KJ/(Kg.h) α――对流传热系数，Ｗ/m2.℃ d——管径，m Δ――温度差损失， ℃ D——直径，m η―― 误 差 ， D——加热蒸汽消耗量，Kg/h η――热损失系数， f——校正系数， η――阻力系数， F——进料量，Kg/h λ――导热系数，Ｗ/m2.℃ g——重力加速度，9.81m/s2 μ―― 粘 度 ，Pa.s h——高度，m ρ―― 密 度 ，Kg/m3 H——高度，m k—— 杜林线斜率 K——总传热系数，W/m2.℃ ∑――加和L——液面高度，m φ――系数L——加热管长度，m L——淋水板间距，m 下标： n——效数 1,2,3――效数的序号 n——第 n 效 0――进料的 p——压强，Pa i――内侧 q——热通量，W/m2 m――平均 Q——传热速率，W o――外侧r——汽化潜热，KJ/Kg p――压强R——热阻，m2.℃/W s――污垢的 S——传热面积，m2 w――水的 t——管心距，m w――壁面的T——蒸汽温度，℃ u——流速，m/s U——蒸发强度，Kg/m2.h 上标： V——体积流量，m3/h ′：二次蒸汽的 W——蒸发量，Kg/h ′：因溶液蒸汽压而引起的 W——质量流量，Kg/h 〞：因液柱静压强而引起的 x——溶剂的百分质量,％ ：因流体阻力损失而引起的 第一章 前言 §1·1 概述 蒸发及蒸发流程 蒸发是采用加热的方法，使含有不挥发性杂质（如盐类）的溶液沸腾，除去其中被汽化单位部分杂质，使溶液得以浓缩的单元操作过程。 蒸发操作广泛用于浓缩各种不挥发性物质的水溶液，是化工、医药、食品等工业中较为常见的单元操作。化工生产中蒸发主要用于以下几种目的： 1 获得浓缩的溶液产品； 2、将溶液蒸发增浓后，冷却结晶，用以获得固体产品，如烧碱、抗生素、糖等产品； 3、脱除杂质，获得纯净的溶剂或半成品，如海水淡化。进行蒸发操作的设备叫做蒸发器。 蒸发器内要有足够的加热面积，使溶液受热沸腾。溶液在蒸发器内因各处密度的差异而形成某种循环流动，被浓缩到规定浓度后排出蒸发器外。蒸发器内备有足够的分离空间，以除去汽化的蒸汽夹带的雾沫和液滴，或装有适当形式的除沫器以除去液沫，排出的蒸汽如不再利用，应将其在冷凝器中加以冷凝。 蒸发过程中经常采用饱和蒸汽间壁加热的方法，通常把作热源用的蒸汽称做一次蒸汽， 从溶液蒸发出来的蒸汽叫做而次蒸汽。 蒸发操作的分类 按操作的方式可以分为间歇式和连续式，工业上大多数蒸发过程为连续稳定操作的过程。 按二次蒸汽的利用情况可以分为单效蒸发和多效蒸发，若产生的二次蒸汽不加利用，直 接经冷凝器冷凝后排出，这种操作称为单效蒸发。若把二次蒸汽引至另一操作压力较低的蒸 发器作为加热蒸气，并把若干个蒸发器串联组合使用，这种操作称为多效蒸发。多效蒸发中， 二次蒸汽的潜热得到了较为充分的利用，提高了加热蒸汽的利用率。 按操作压力可以分为常压、加压或减压蒸发。真空蒸发有许多优点： 、在