三效蒸发装置设计.doc

三效蒸发装置设计班级:高 073 (杏) 姓名:韩彪指导老师: 朱国华化工原理课程设计任务书设计题目:三效标准(外加热)式蒸发器的设计原始数据: 工艺特点: 设计内容: 设计要求: 1、处理量( kg/h ): 3500 2、初始温度( ?C): 203、初始浓度(%): 104、完成液浓度( %): 451、并流操作;2、进料温度;3、抽出额外蒸汽量: E1=0 ; E2=0 ;4、加热蒸汽压强( kg/cm2 绝压) 65、末效真空度( mmHg 表压) 620 1、蒸发器的工艺计算和结构设计 2、混合冷凝器的设计或选型 3、预热器的设计或选型 4、泵的设计或选型 1、画一张详细(最好带控制点的)工艺流程图 2、编写一份规范的设计说明书-1- 目录第一章蒸发装置的设计…………………………………………………………(1) 第一节设计方案简介…………………………………………………………(2) 第二章工艺流程草图及说明……………………………………………………(4) 第三章工艺计算及主体结构计算………………………………………………(5) 第一节多效蒸发的工艺计算…………………………………………………(5) 第二节蒸发器的主要结构尺寸计算………………………………………………( 14) 第四章蒸发装置的辅助设备……………………………………………………( 19) 第五章主要设备强度计算及校核………………………………………………( 22) 第六章设计一览表及总结………………………………………………………( 23) 参考文献……………………………………………………………………………………( 25) 第一章蒸发装置的设计本章符号说明英文字母希腊字母 c—比热容, kJ/( ㎏·℃);?—对流传热系数, W/(m2 · ℃);?—温度差损失, ℃;d—管径,m; D—直径,m; D—加热蒸汽消耗量, kg/h ; e—单位蒸汽消耗量, kg/kg ; f—校正系数; F—进料量, kg/h ; g—重力加速度, m/s2 ; h—高度,m; H—高度,m; k—杜林线的斜率; K—总传热系数, W/(m2 ·℃); L—液面高度, m; L—淋水板间距,m; n—效数; n—管数; n—第n 效,效数序号; p—压强, Pa; q—热通量, W/ m2 ; Q—传热速度,W; r—汽化热, kJ/ ㎏; R—热阻, m2 ·℃/W ; S—传热面积, m2 ; t—溶液的沸点,℃; t—管心距,m; T—蒸汽的温度,℃; u—流速, m/s ; U—蒸发强度, kg/( m2 · h); V—体积流量, m3/s ; W—蒸发量, kg/h ; W—质量流量, kg/s ;x—溶液的质量分数??—有限差值; —误差; ?—热损失系数;?—阻力系数;?—导热系数, W/(m ·℃);? —黏度, Pa·s;?—密度, kg/ m3 ; ??—总和; —系数。下标 1、2、3—效数的序号;0—进料量;A —仅考虑溶液蒸汽压降低;i—内侧的;K—冷凝器的;L —溶液的; m—平均; o—外侧的; p—压强; s—污垢的; s—秒; V—蒸汽的; W—水的; w—壁面的。上标△′—二次蒸汽的; △′—因溶液蒸汽压下降而引起的; △″—因液柱静压强而引起的; -1- 第一节设计方案简介蒸发操作是将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾, 将其中的挥发性溶剂部分溶化, 目的主要是获得浓缩的溶液, 有时也为得到纯净的溶剂。蒸发装置的设计任务是:确定蒸发的操作条件、蒸发器的形式及蒸发流程;进行工艺计算,确定蒸发器的传热面积及结构尺寸。一、蒸发器的类型与选择随着工业技术的发展, 新型蒸发器不断出现。在工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型和单程型两大类。循环型的蒸发器中有中央循环管式、悬筐式、外加热式、列文式及强制循环式等, 单程型的蒸发器有升膜式、降膜式、升—降膜式及刮板式等。本次实验主要探讨外加热式循环蒸发器,其结构特点和适用的场合如表 1-1 所示。表 1-1 外加热蒸发器的结构特点与性能趋势大致有如下几个方面。(一)开发新型、高效蒸发器新型、高效蒸发器的研究开发有如下途径: 1 、研制设备更加紧凑,提高液体速度,增加液膜湍动,缩短料液在设备中停留时间胡高效、节能型蒸发器。 2 、通过改进加热表面形状来提高加热效果。 3 、在蒸发器中插入不同形式的湍流元件,可使沸腾液体侧的对流传热系数提高 50% 以上。 4 、不同结构蒸发器的组合,如长管降膜——短管自然循环组合式蒸发器, 不但提高了传热速率, 而且减缓胃结垢速率。(二)蒸发与其他单元操作相结合将蒸发与其他化工单元操作结合, 构成集成式的工艺流程, 如蒸发干燥、蒸发分馏、蒸发结晶等。其中最具代表性胡是强制循环蒸发结晶器