化工原理课程设计.pdf

中南大学

《化工原理》课程设计

设计题目NaOH水溶液三效并流加料的蒸发装置

学院化学化工学院

专业班级高级工程人才实验班

学生学号1507110128

学生姓名姚玉婷

指导老师邱运仁

目录

1.设计任务………………（3）

2.设计方案简介…………（4）

3.三效并流蒸发设计计算………………（5）

4.蒸发器的主要结构尺寸的计算………（16）

5.蒸发装置的辅助设备的选用计算……（19）

6.三效蒸发器结构尺寸确定……………（21)

7.附图……………………（23)

8.参考文献………………（25）

9.后记……………………（26）

10．CAD图…………………（27）

2

1.设计任务

1.1设计条件

（1）处理能力年产30000吨NaOH水溶液

（2）设备形式中央循环式管式蒸发器

（3）操作条件

①NaOH水溶液的原料浓度为10％，完成液体浓度为40％，原料

液温度为第一效沸点温度。

②加热汽压力为500Kpa（绝热），冷凝器的绝压为15.5kpa热）。

③各效蒸发器的总传热系数分别为

20

K=3000W/（m*C）

1

20

K=1500W/（m*C）

2

20

K=750W/（m*C）

3

④蒸发器中溶液的液面高度为2m。

⑤各效加热蒸发汽的冷凝液在饱和温度下排出，忽略热损失。

⑥每年按照330天计，每天24小时

1.2附加说明

（1）设计方案简介：对确定的工艺流程及蒸发器型式进行简要论述

（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）主要辅助设备选型，包括气液分离器及蒸汽冷凝器等。

（5）绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设备工艺简图

（6）对本设计进行评述

3

2.设计方案简介

2.1设计方案论证

多效蒸发的目的是：通过蒸发过程中的二次蒸汽再利用，以节

约蒸汽的消耗，从而提高蒸发装置的经济性。目前根据加热蒸汽和

料液流向的不同，多效蒸发的操作流程可以分为平流、逆流、并流

和错流等流程。本设计根据任务和操作条件的实际需要，采用了并

流式的工艺流程。下面就此流程作一简要介绍。

并流流程也称顺流加料流程（如图1），料液与蒸汽在效间同向

流动。因各效间有较大的压力差，液料自动从前效流到后效，不需

输料泵；前效的温度高于后效，料液从前效进入后效呈过热状态，

过料时有闪蒸出现。此流程有下面几点优点：①各效间压力差大，

可省去输料泵；②有自蒸发产生，在各效间不必设预热管；③由于

辅助设备少，装置紧凑，管路短，因而温度损失小；④装置操作简

便，工艺条件稳定，设备维修工作减少。同样也存在着缺点：由于

后效温度低、浓度大，因而料液的黏度增加很大，降低了传热系数。

因此，本流程只适应于黏度不大的料液。

2.２蒸发器简介

随着工业蒸发技术的发展，蒸发设备的结构与型式亦不断改进

与创新，其种类繁多，结构各异。根据溶液在蒸发中流动情况大