蒸发式冷凝器原理-四效蒸发器工作原理.docx

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蒸发式冷凝器原理-四效蒸发器工作
原理
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蒸发器化工原理课设
内蒙古工业大学本科课程设计说 明 数应使设 备费和操作费二者之和为最小。技术上 的限制是指效数过多，蒸发操作难于进 行。一般工业生产中加热蒸汽压强和冷 凝器操作压强都有一定限制，因此在一 定操作下，蒸发器的理论总温差为一定 值。在效数增加时，由于各效温差损失 之和的增加，使总有效温差减小，分配 到各效的有效温差小到无法保证各效 发生正常的沸腾状态时，蒸发操作将无 法进行下去。
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内蒙古工业大学本科课程设计说 明书
基于上述理由，实际的多效蒸发过 程效数并不多。为了保证传热的正常进 行，每一效有效温差不能小于5〜7℃。 通常对于电解质溶液，如NaOH水溶 液，由于其沸点升高较大，采用2〜3 效，对于非电解质溶液，有机溶液等， 其沸点升高较小，可取为4〜6效。其 最新财经经济资料 感谢阅读
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真正适宜的效数，需通过最优化的方法 加以
确定。综上，本次设计采用3效 蒸发。因为处理的溶液是NaOH水溶 液，为电解质溶液，其沸点升高较大, 考虑到操作时热能的充分利用和经济的 合理性与技术上的限制性，所以选用3 效蒸发。
蒸发流程的选择
多效蒸发的操作流程根据加热蒸 汽与料液的流向不同，可分为并流，逆 流，平流 及错流四种。并流法亦称为 顺流法，其料液和蒸汽呈并流。因各效 间有较大压差，料液能自动 从前效进入 后效，可省去输料泵；前效的温度高于 后效，料液从前效进入后效时呈过热状 态，可以产生自蒸发；再次它的结构紧 凑，操作简便，应用广泛。但由于后效 较前效的温度低，浓度大，因而逐效料 液的粘度增加，传热系数下降。因而并 流法操作 只适用于粘度不大的料液蒸 发。逆流法即料液于蒸汽呈逆流操作。
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随着料液浓度的提高，其温度相应提高, 使料液粘度增加较小，各效的传热系数 相差不大，故可生产较高浓度的浓缩液。 因而逆流法操作适用于粘度较大的料 液蒸发，但由于逆流操作需设置效间料 液输送泵，动力消耗较大，操作也较复 杂。此外对浓缩液在高温时易分解的料 液，不宜采用此流程。平流法即各效都 加入料液，又都引出浓缩液。此法除 可用于有结晶析出的料液外，还可用于 同时浓缩两种以上的不同水溶液。错流 法亦称混流法，它是并、逆流的结合。 其特点是兼有并、逆流的优点而避免其 缺点，但是操作比较复杂，控制比较困 难，应用不多。采用多效蒸发装置是节 能的途径之一。此外为了回收系统中的 热量，应尽量利用 低温热源，如蒸汽冷 凝液的利用及二次蒸汽的压缩再利用 等。基于上述各种蒸发流程的比较，本 次设计选择并流流程。
进料温度的选择
进蒸发器料液温度的高低直接影
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响到蒸发器中的传热情况和蒸发器传热 面积的大小，生产上通常为了节约蒸汽 用量和提高产热效果，在进蒸发器之前 利用可回收的 低温热源将料液预热到 接近或者达到沸点状态，以实现节能降 耗。所以进料温度选择沸点进料。
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第二章三效并流蒸发工艺计算
多效蒸发工艺计算主要项目有： 加热蒸汽（生蒸汽）消耗流量，各效水分 蒸发量及各效蒸发器传热面积的计算。 各效的操作压力依次降低，与之相应的, 各效 的加热蒸汽温度及溶液的沸点亦 依次降低。复杂变量之间的关系主要依 据物料衡算、热量衡算、传热速率方程 以及相平衡方程式等基本关系支配。现 已三效并流蒸发为例计算步骤如下。
各效蒸发量和完成液组成的估算 设计一个连续操作的三效并流蒸
发装置，将溶液浓
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度为12%的NaOH水溶液浓缩 至32%O已知NaOH溶液处理量为/a, 每年按300天计算，沸点进料。原料 液进料流量：
1.
F kt/a 37 10
3
10
3
300 24
kg / h
(2-1)
总蒸发量：
W = F(1 x0x3
=5138 . 89 x(i 0 . 12 0 . 32 )= 3211 . 8kg/h
)
(2-2)
设各效蒸发量的初值并求各效溶 液的组成，因并流加料蒸发，蒸发中无 额外蒸汽引出，设：
W1 : W2 : W3=l : 1 : 1
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1 (2-3) 即：W =W 2 =W3
3 所以有： W 1 =W 2 =W 3 = =