多效蒸发工艺设计计算.doc

目录第一章前言§1·1概述`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温差的重新分配与试差计算§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分离室直径与高度的确定§4·2接管尺寸的确定§4·2·1溶液进出§4·2·2加热蒸气进口与二次蒸汽出口§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与参考文献:符号说明希腊字母:c——比热容,KJ/()α――对流传热系数,W/m2.℃d——管径,mΔ――温度差损失,℃D——直径,mη――误差,D——加热蒸汽消耗量,Kg/hη――热损失系数,f——校正系数,η――阻力系数,F——进料量,Kg/hλ――导热系数,W/m2.℃g——重力加速度,? ???? ???????2μ――粘度,——高度,mρ――密度,Kg/m3H——高度,mk——杜林线斜率K——总传热系数,W/m2.℃∑――加和L——液面高度,mφ――系数L——加热管长度,mL——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,Pai――内侧q——热通量,W/m2m――平均Q——传热速率,Wo――外侧r——汽化潜热,KJ/Kgp――压强R——热阻,m2.℃/Ws――污垢的S——传热面积,m2w――水的t——管心距,mw――壁面的T——蒸汽温度,℃u——流速,m/sU——蒸发强度,Kg/: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1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。2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:(1)