KNO3水溶液三效并流加料蒸发装置的设计.pdfVIP

广东石油化工学院

化工单元操作课程设计说明书

课题：KNO,水溶液三效并流加料蒸发装置的设计

专业：应用化学

班级：应化11-1班

学号：______________________

姓名：__________________________

指导老师：________________________

日期：2014.07.03

目录

第一章蒸发装置设计任务书3

1.1设计题目3

1.2设计任务及操作条件3

1.3设计项目3

第二章设计方案简介4

2.1设计方案论证4

2.2蒸发器简介5

第三章设计任务6

3.1估算各效蒸发量和完成液浓度6

3.2估算各效溶液的沸点和有效总温度差6

3.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算9

3.4蒸发器传热面积的估算11

3.5有效温差的再分配12

3.6重复上述计算步骤12

3.7计算结果列表17

第四章蒸发器的主要结构尺寸的计算17

4.1加热管的选择和数的初步估算17

4.2循环管的选择18

4.3加热室直径及加热数目的确定18

4.4分离室直径和高度的确定19

4.5接尺寸的确定20

第五章蒸发装置的辅助设备的选用计算22

5.1气液分离器22

5.2蒸汽冷凝器的选型设计23

5.3封头尺寸的确定26

第六章5设计结果汇总27

6.1多效蒸发的工艺计算27

6.2蒸发器及辅助设备的结构尺寸设计27

第七章装置流程图及蒸发器设备条件图29

第八章设计评语29

附录30

参考文献33

第一章蒸发装置设计任务书

1.1设计题目

KNO?水溶液三效并流加料蒸发装置的设计。

1.2设计任务及操作条件

（1）处理能力5.20xIO,t/aKN03水溶液

（2）设备形式中央循环式蒸发器。

（3）操作条件

①KNO3水溶液的原料液质量分数为0.15,完成液质量分数为0.45,原料液温度

为80℃、恒压比热容为3.5kJ/（kg・℃）0

②加热蒸汽压力为400kPa（绝压），冷凝器压力为20kPa（绝压）。

③各效蒸发器的总传热系数为：K,=2000W/（m•℃）,K2=1000W/（m•℃）,

K3=500W/（m・℃）o

④各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。假设各效传热面积相等，并忽

略溶液的浓缩热和蒸发器的热损失，不考虑液柱静压和流动阻力对沸点的影响。

⑤每年按300天计，每天24小时连续运行。

⑥厂址：天津地区。

1.3设计项目

（1）设计方案简介，对确定的工艺流程及蒸发器形式进行简要论述。

（2）蒸发器的工艺计算确定蒸发器的传热面积。

（3）蒸发器的主要结构尺寸设计。

（4）蒸发装置的辅助设备

（5）绘制KN03水溶液三效并流加料蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图。

（6）对本设计进行评述。

第二章设计方案简介

2.1工艺流程

实际工业生产中，大多采用多效蒸发，其目的是降低蒸汽的消耗量，从而提

高蒸发装置的经济性。在蒸发操作中，为保证传热的正常进行，根据经验，每一

效的温差不能小于5〜7℃。通常，对于沸点升高较大的电解质溶液可采用3〜

5效，由《化工物性算图手册》［1第304页图5.9硝酸盐等水溶液的沸点可知，

KN03溶液沸点升高较大，所以本次设计取3效。

根据加热蒸汽与物料流向的不同，多次蒸发的操作流程可分为并流、逆

流、平流、错流等流程。

并流流程也称顺流加料流程，料液与蒸汽在效间流动同向。因各效间有

较大的压力差，液料自动从前效流到后效，不