化工原理课设 双效蒸发.docx

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化工原
程设计
题 目 稀碱液NaOH的双效外加热式装置的设计
班 级
涔 n 业业业业业业业业业业业业
************
姓 名 * * *
指导教师
完成日期
第一部分 设流程的确定与说明
（一）、蒸发流程图
F,x,
D,T,hw冷凝水
完成液
（二）、流程说明
在化工、轻工、食品、医药等工业生产中，有些生产过程比如硝酸铵、烧碱、 抗生素、制糖及淡水制备等生产中，常遇到由不挥发的溶质和可挥发的溶剂所组成 的液体混合物的浓缩问题。其中，采用靠输入热量，使溶液沸腾，把溶剂自混合液 中蒸出的过程就叫蒸发。此过程所采用的设备称为蒸发器。蒸发器操作常见流程有： 并流、平流和错流。蒸发流程选择的主要依据是：物料的特性，方便操作，经济效 益好。
本设计用于印染中丝光碱液的回收，将丝光后剩下的稀碱液（%）浓 缩为浓度较高的碱液（浓度为23%）。既使丝光后废液得以重新利用，又可促进环 保。主要蒸发工艺流程为：稀NaOH溶液经预热后加入蒸发器中，蒸发器的下部是 由许多加热管组成的加热管，在管外用加热蒸汽加热管内的碱液，使沸腾汽化，经 浓缩后的碱液（完成液）从蒸发器的底部排出，蒸发室与蒸发器相连，汽化产生的 蒸汽在蒸发室及其顶部的除沫器予以分离，为提高效率，多采用可连续的多效操作。
本次设计采用双效并流蒸发工艺流程：
蒸汽：生蒸汽通入第一效加热室，所得二次蒸汽进入第二效作为加热蒸汽，第 二效蒸汽经冷凝器冷却。
原料液：原料液从第一效进入，依次经过二效浓缩，从第二效流出得到完成液。
二效并流蒸发工艺有利于节省加热蒸汽的消耗量，提高了生蒸汽的利用率，提 高了其经济效益，且后效蒸发室的压强比前效低，故溶液在效间的输送可利用蒸发 器的压强差和温度差，而不需要用泵运送，操作方便。
二效并流蒸发工艺不足之处是各效间随着浓度的提高，溶液温度反而下降，因 此随着溶液逐效流向后效，溶液的粘度增加很快，蒸发器的传热系数下降，结果使 整个装置的生产能力降低。
根据实际情况，综合考虑各方面的因素，本设计采用二效并流蒸发工艺。
第五部分设计计算书
（一）、设计条件
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(二)、计算过程

总蒸发量
W=F (1—x /x2)=3200X(1—)=
本设计采用并流加料外加热式蒸发器，设
W1： W2=1:
因为 W=W +W
1 2
联立以上两式，解之得
Wi= W2 =
所以有 xi= Fx /(F—W1)= /(3200-1193)
x2=

加热蒸汽绝对压强(取P1 =5kgf/cm2表压)
P1=表压强+大气压强=
冷凝器绝对压强P二大气压强一真空度= k
△P=(P1—Pk)/n= (—) /2= KPa
第一效二次蒸汽压强
P1/= P1—^P=—= KPa

T"=°C "= KJ/Kg
已知冷凝器中绝对压强Pk=,从附录五查出相应温度Tk=
设因流动阻力而损失的温度差为1C,故第2效二次蒸汽温度T/=
2
由附录表九查出相应的参数为
P2/= KPa r/ KJ/Kg

(1)因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失
根据各效二次蒸汽温度二(即相同压强下水的沸点)和各效完成液浓度x「由 姚玉英主编《化工原理》上册第296页，NaOH水溶液的杜林线图，只考虑蒸 汽温度Ti/影响的溶液查得第1、
故因溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失为
/二136—=°C 1
/=—=
2
工△/=+=
因液柱静压强而引起的温度差损失
估计管高2m，设蒸发器内液面的高度为2m,
那么，有 ？「七+3 gl/2) 1=+(