多效蒸发方案(以NaOH为例)
离子交换膜法生产工艺技术—烧碱蒸发工艺技术
（3）逆流蒸发： 在换热器的传热量Q及总传热系数K值相同的条件下，采用 逆流操作，可以节省传热面积，而且可以节省加热介质或冷却 介质的用量。在生产中的换热器除了热敏性介质，多采用逆流 操作。
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（4）膜式蒸发： 使物料液体沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸 发，膜式蒸发兼具沸腾蒸发的优势。离子膜烧碱的蒸发 多采用膜式蒸发。
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降膜式蒸发器的结构（如图）与 升膜式蒸发器基本一致，区别在于料 液是从蒸发器的顶部经液体分布装置 均匀分布后进入加热管中，在重力作 用下沿管壁成膜状下降。随着液膜的 下降，部分料液被汽化，蒸出的二次 蒸汽由于管顶有料液封住，所以只能 随着液膜往管底排出，然后在分离器 中分离。
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降膜式蒸发器
1.蒸发器 2.分离器 3.液体分离器 4.料液 5.加热蒸汽Hale Waihona Puke 6.二次蒸汽 7.成品液12
升膜式蒸发器 1-蒸发器；2-分离器；3-进料；4-加热蒸 汽；5-二次蒸汽； 6-冷凝器；7-完成液
ß优点：升膜式蒸发器具有传热效率高，物料受热时间短的特 点。 ß不适用：较浓溶液的蒸发；对粘度很大，易结晶或易结垢的 物料也不适用。 ß适用：易于发泡、黏度小的热敏性料液的蒸发。
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（二）降膜式蒸发器
子任务4：烧碱蒸发工艺技术
1、单元任务及原理
任务：将离子交换膜法电解阴极液（含NaOH 32%～ 35%）进一步蒸发浓缩，生产更高浓度烧碱，满足不同客 户需求。
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原理：烧碱蒸发是借助蒸汽加热，提高碱液温度，使 碱液中的溶剂水分部分汽化蒸发，以提高溶液中溶质NaOH 浓度的物理过程。
蒸发操作的节能措施，有工艺上的、有设备上的、还 有流体流动方式选择等等，针对离子膜烧碱的蒸发工 艺，一般选用多效减压逆流膜式蒸发。工艺选择原因如
75kta_NaOH溶液三效蒸发装置设计
第一章设计方案的确定1.1蒸发操作条件的确定1.11 加热蒸汽压强的确定因加热是必须考虑加热温度的上限和下线，被蒸发的溶液有一上限值，超过温度上限值，会使得物料变质，导致失去本有的物性，这是一个重要的指指标，也是确定物料加热蒸气压强的依据，蒸发是一个消耗大量加热蒸气而又产生大量二次蒸气的过程。
再者从节能观点出发，应充分利用二次蒸汽作为其它加热热源，同时要求蒸发装置能够提供温度较高的二次蒸汽，这样既可以减少锅炉产生蒸汽和蒸汽的消耗量，又可减速少末效进入冷凝器的二次蒸气量，提高了蒸汽利用率。
因此，我们应该尽可能采用温度较高的蒸汽。
通常所用饱和蒸汽的温度不超过180℃，超过时相应的压强就很高，这将增加加热的设备费和操作费。
一般的加热蒸汽压强在400～800kPa范围内，本设计加热蒸汽压强选用700kPa。
1.1.2 冷凝器压强的确定如果第一效用较高压强的加热蒸汽，则末效可以采用常压蒸发，此时末效产生的二次蒸汽具有较高的温度，可以全部利用。
因而各效操作温度高时，溶液黏度低，传热好。
若一效加热蒸汽压强低，末效应采用真空操作。
此时各效二次蒸汽温度低，进入冷凝器冷凝需消耗大量冷却水，而且溶液粘度大，传热差。
通常冷凝器的最大真空度为80～90kPa。
此次设计冷凝器压强真空度取为85kpa则采用20kPa。
1.2 蒸发流程的确定在化工生产中，大多数蒸发器都是利用饱和水蒸汽作为加热介质，因而蒸发器中热交换的一方是饱和水蒸汽冷凝，另一方是溶液的沸腾，所以传热的关键在于料液沸腾一侧。
要适应各种不同物料的蒸发浓缩，出现了各种不同结构型式的蒸发器，而且随着生产，技术的发展，其结构在不断改进和更新。
工业中常用的间壁式传热蒸发器，按溶液在蒸发器中的流动特点，可分为循环型（中央循环管式，悬筐式，外加热型，列文式，强制循环形等）和单程型（升膜式，降膜式，升－降膜式，刮板式等）两大类型。
蒸发器在结构上必须有利于过程的进行，为此在选用时应考虑以下原则：1.尽量保证较大的传热系数，满足生产工艺的要求；2.生产能力大，能完善分离液沫，尽量减慢传热面上垢层的生成；3.构造简单，操作维修和清洗方便，造价低，使用寿命长；4.能适应所蒸发物料的一些工艺特性（如粘度，起泡性，热敏性，结垢性，腐蚀性等）。
40kta NaOH溶液三效蒸发装置设计说明书
前言本课程设计书在高俊老师主编的《化工原理课程设计》的详细介绍的基础上，经学生认真思考计算编制而成。
《化工原理课程设计》一书是在内蒙古工业大学多年来化工原理课程设计教学的基础上，经过内蒙古工业大学化工原理教学团队的不懈努力，结合内蒙古工业大学化工原理教学实践与人才培养的需求，为内蒙古工业大学化工学院各专业进行化工原理课程设计作为参考而编写的教材。
本设计书根据化工原理课程设计的一般要求，以及蒸发装置流程方案的确定原则﹑物料和热量衡算﹑主要设备工艺尺寸的计算，其内容包含氢氧化钠的三效蒸发装置的规格以及各部分的规格，每一部分都是经过学生详细计算而得。
在本设计书中会向大家详细介绍三效蒸发装置的详细计算过程，在阅读的过程中会有细小的误差，但不会影响对设计的理解。
在设计书的后面会有装置与流程的简图，以便读者更好的理解。
由于编者水平有限，书中可能存在一些错漏和缺陷，希望读者多多谅解，谢谢。
目录第一章.设计方案简介...................................................................................................... - 1 -1.1蒸发器操作条件的确定........................... 错误！未定义书签。
1.2蒸发器的类型及其选择........................... 错误！未定义书签。
1.3多效蒸发效数的确定............................. 错误！未定义书签。
1.4多效蒸发流程的选择............................. 错误！未定义书签。
第二章.三效并流蒸发设计计算.........................................- 4 -2.1 估计各效蒸发量和完成液浓度.................................- 4 -2.2 估计各效液的蒸汽温度T ......................................- 4 -2.2.1 求各效因溶液沸点而引起的温度损失Δ’...................- 5 -2.2.2 求由于液柱静压力而引起的温度损失Δ’’..................- 6 -2.2.3 由流动阻力引起的温差损失Δ＇＇＇.........................- 7 -2.2．4 各效料液的温度和有效总温差...........................- 8 -2.3 加热蒸气消耗量和各效蒸发水量的初步计算......................- 8 -2.4 蒸发器传热面积估算........................................- 10 -2.5 有效温差的再分配..........................................- 11 -2.6 重复上述步骤..............................................- 11 -2.6.1 计算各效料液的质量分数................................- 11 -2.6.2 计算各效料液温度.....................................- 12 -2.6.3 各效热量衡算.........................................- 13 -2.6.4 蒸发器传热面积计算...................................- 15 -2.7 有效温差的再分配..........................................- 16 -2.8 重复上述步骤..............................................- 16 -2.8.1 计算各效料液的质量分数................................- 16 -2.8.2 计算各效料液温度.....................................- 16 -2.8.3 各效热量衡算.........................................- 18 -2.8.4 蒸发器传热面积计算...................................- 20 -2.9 计算结果列表..............................................- 21 -2.10.蒸发器的主要结构尺寸的计算................................- 21 -2.10.1 加热管的选择和管数的初步估算 ....................... - 21 -2.10.2 循环管的选择 ....................................... - 22 -2.10.3 加热室直径及加热管数目的确定 ....................... - 22 -2.10.4 分离室直径和高度的确定 ............................. - 22 -2.10.5 接管尺寸的确定 ..................................... - 23 - 第三章．三效蒸发器结构尺寸结果汇总 ................................ - 25 - 第四章．对设计的评述 .............................................. - 26 - 参考文献 .......................................................... - 27 - 谢辞 .............................................................. - 28 -第一章.设计方案简介1.1蒸发操作条件的确定蒸发操作条件的确定主要指蒸发器加热蒸汽的压强（或温度）、冷凝器的操作压强（或温度）的选定。
【精品】NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计_化工原理毕业论文
NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计设计单位：设计者：设计日期：设计任务书一、设计题目NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计二、设计任务及操作条件1.处理能力2.5×104吨年NaOH水溶液2.设备形式蒸发器3.操作条件a．NaOH水溶液的原料液浓度为10%(wt) ，温度为35℃，用预热器加热至第一效沸点温度，再送进蒸发器；完成液浓度为40%(wt)。
b．加热蒸汽压强为500kPa（绝压），末效为真空，压力为15.5kPa （绝压）。
c．各效传热系数分别为：K1=3000 W(m2·℃)K2=1500 W(m2·℃)K3= 750W(m2·℃)d．各效蒸发器中的液面高度：1.5-2.5m。
e．各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。
假设各效传热面积相等，并忽略热损失。
f．每年按330天计，每天24小时连续运行。
三、设计项目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，包括预热器、汽液分离器及蒸汽冷凝器。
5.绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的流程图及蒸发器总装配图。
目录1.概述 (1)1.1蒸发操作的特点 (1)1.2蒸发设备及蒸发器 (5)1.3三效蒸发工艺流程 (10)2.工艺计算及主体结构计算 (11)2.1三效蒸发工艺计算 (11)2.1.1三效蒸发器设计流程 (11)2.1.2设计计算 (13)2.2蒸发器主要结构计算 (23)3.蒸发装置辅助设备选型 (30)4.探索使用Aspen Plus设计蒸发器方法 (33)5.后记 (35)1、概述1.1蒸发操作的特点蒸发是将非挥发性物质的稀溶液加热沸腾，使溶剂气话，溶液浓缩得到浓溶液的过程。
1.1.1蒸发的基本流程蒸发过程的两个必要组成部分是加热溶剂使水蒸气汽化和不断除去汽化的水蒸气，前一部分在蒸发器内进行，后一部分在冷凝器完成。
氢氧化钠水溶液三效并流加料蒸发装置设计课程设计说明书
. .化工原理课程设计说明书设计题目:氢氧化钠水溶液三效并流加料蒸发装置设计学生：xxx所在班级：xxxxxxx学号：20xxxxxxxxxx设计时间：201x.xx.xx～201x.xx.xx指导教师：罗xx审阅时间：化工原理课程设计任务书(蒸发装置设计)一、设计题目：氢氧化钠水溶液三效并流加料蒸发装置设计二、设计任务及操作条件：1. 处理能力：年处理氢氧化钠水溶液80300 吨。
2．设备型式：中央循环管式蒸发器3．操作条件：(1) 原料液浓度15%，完成液浓度30%，原料液温度15℃；(2) 加热蒸汽压为2atm（表压），冷却真空度为600mmHg。
(3) 各效蒸发器的总传热系数:=2000W/m2.K; K2=1600W/m2.K; K3=760W/m2.K;K1(4) 静压力与阻力引起的温度差损失：第一效△1〞+△1‘‘‘=2℃第二效△2〞+△2‘‘‘=3℃第三效△3〞+△3‘‘‘=7℃(5) 各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。
各效传热面积相等，并忽略热损失。
(6) 每年按330天计，每天24小时连续运行。
三、设计项目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.主要辅助设备设计选型，包括汽液分离器及蒸汽冷凝器。
5.绘图（3＃图纸）：带控制点的工艺流程图及蒸发设备工艺简图。
6.对本设计的评述。
四、参考资料1.理工大学化工原理教研室《化工原理》。
2.XX大学化工原理教研室《化工原理》。
3.国家医药管理局医药《化工工艺设计手册》。
4.《化学工程手册》编辑委委员会：《化学工程手册（第8篇）传热设备及工业生产》、《化学工程手册（第9篇）蒸发与结晶》。
5.贺匡国主编《化工容器及设备简明设计手册》。
6.华东化工学院，大学合编《化工容器设计》。
7.茅晓东，建伟编《典型化工设备机械设计指导》。
目录1.设计方案简介 (4)1.1多效蒸发及其工艺流程 (4)1.2蒸发器简介 (4)2.工艺流程草图及相关符号说明 (5)3.蒸发器的工艺计算 (6)3.1估计各效蒸发量和完成液浓度 (6)3.2估计各效溶液的沸点和总有效传热温差 (6)3.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (8)3.4 蒸发器传热面积的估算 (10)3.5 有效温差的再分配 (10)3.6 重复上述计算步骤 (10)3.7 有效温差的再分配 (13)3.8 再次重复上述计算步骤 (13)3.9计算结果列表 (16)4.蒸发器的主要结构尺寸设计 (16)4.1 加热管的选择和管数的初步估算 (16)4.2 循环管的选择 (17)4.3加热室直径及加热管数目的确定 (17)4.4 分离室直径和高度的确定 (18)4.5 接口管尺寸的确定 (19)5.主要辅助设备设计选型 (20)5.1 气液分离器的设计选型 (21)5.2 蒸汽冷凝汽的设计选型 (22)6.设计结果一览表 (23)7.设计评述 (24)8.参考资料 (25)9.附图 (25)1.设计方案简介1.1多效蒸发及其工艺流程多效蒸发是指将多个蒸发器串联，是加热蒸汽在蒸发过程中得到多次利用的蒸发流程。
碱液的蒸发工序及操作
碱液的蒸发工序及操作摘要：本文介绍碱液蒸发基本原理、蒸发流程、蒸发工序设备的结构、原理，操作及和运行过程中的故障处理。
关键词：碱液蒸发原理设备故障处理前言烧碱（又称为氢氧化钠）在国民经济中有着重要的作用。
广泛应用于造纸、纤维素的生产、洗涤剂、合成脂用酸的生产以及动植物油的提炼。
纺织印染工业用作棉布退浆、煮炼剂和丝光剂。
化学工业用于生产硼砂、氰化钠、甲酸、草酸、苯酚等。
石油工业用于精炼石油制品，并用于油田钻井泥浆中。
同时，还用于生产氧化铝、金属锌和铜以及玻璃、搪瓷、制革、医药、染料和农药等方面。
近年来，随着中国国民经济的发展，烧碱在各行各业中的应用也越来越重要。
目前，氯碱生产有隔膜法、水银法和离子膜法。
无论在技术先进、工艺优越性以及产品质量、节约能源等方面均为离子膜法占优。
然而，无论用何种方法生产，在烧碱生产过程中都存在着多种危险危害因素，一旦发生事故可能造成极为严重的后果，不仅影响到生产的正常进行，同时人们的生命和财产也将遭到损失。
本文作者对国内某离子膜烧碱现役装置进行了调研，同时查阅了国内外氯碱生产的资料和国家安全生产规范与标准，在经有关专家进行论证后，对离子膜烧碱生产过程中可能遇到的危险有害因素进行了辨识与评价，同时提出了相应的对策措施，以消除或降低这些危险有害因素，为安全生产提供保障。
碱液蒸发是各类生产工艺中的一个重要工段，占生产成本高，优化蒸发工艺具有深远的意义。
蒸发的基本原理一、碱液蒸发工序的原理碱液蒸发与所有的蒸发过程一样，是借加热作用(一般用蒸汽)来提高碱液的温度，使溶液中所含的溶剂(水)部分汽化，以提高溶液中溶质碱的浓度的物理过程。
工业上的蒸发过程是典型的传热过程。
这个过程可由传热方程式来表示：Q=K×F×△t式中Q——传热速率，kJ／h；F——传热面积，m2；△t—传热温差，℃；K——传热系数，kJ离子膜电解碱液蒸发过程的几个特性溶液的沸点升高在一定压力下，溶液处于沸腾状态下的温度即为该溶液在此压力下的沸点。
NaOH水溶液三效并流加料的蒸发装置
西北科技大教之阳早格格创做《化工本理》课程安排证明书籍安排题目 NaOH火溶液三效并流加料的挥收拆置教院制制科教与统制工程指挥教授弛健仄博业班级过控0803教死教号 5440教死姓名王成齐完毕时间11月27日目录1.安排任务……………………………………………………….…（3）2.安排规划简介 (4)3.三效并流挥收安排预计 (7)4.挥收器的主要结构尺寸的预计 (20)5.挥收拆置的辅帮设备的采用预计 (24)6.三效挥收器结构尺寸决定 (27)7.参照文件…………………………………………………...……（29）8.归纳……………………………………………….………..… (30)1安排任务及支配条件处理量：的NaOH火溶液料液浓度：的品量分数产品浓度：的品量分数加料办法：三效并流加料，如图1所示：图１????三效并流挥收系统本料液温度：第一效沸面温度各效挥收器中溶液的仄衡稀度：，，加热蒸汽压强：（绝热），热凝器压强为（绝热）各效挥收器的总传热系数：，本料液的比热容为各效挥收器中溶液的液里下度：各效加热蒸汽的热凝液均正在鼓战温度下排出.假设各效传热里积相等，并忽略热益坏.1.3设备形式：中央循环式管式挥收器1.4厂址：四川绵阳1.5处事日：每年依照300天计，每天24小时连绝运止.（1）安排规划简介：对付决定的工艺过程及挥收器型式举止简要叙述；（2）挥收器的工艺预计：决定挥收器的传热里积；（3）挥收器的主要结构尺寸安排；（4）主要辅帮设备选型，包罗气液分散器及蒸汽热凝器等；（5）画制工艺过程图及挥收器安排条件图；（6）安排截止汇总；（7）对付安排历程的评述战有闭问题的计划；（8）编写课程安排证明书籍.2安排规划简介2.1 安排规划论证多效挥收的脚段是：通过挥收历程中的二次蒸汽再利用，以俭朴蒸汽的消耗，进而普及挥收拆置的经济性.暂时根据加热蒸汽战料液流背的分歧，多效挥收的支配过程不妨分为仄流、顺流、并流战错流等过程.本安排根据任务战支配条件的本量需要，采与了并流式的工艺过程.底下便此过程做一简要介绍.并流过程也称顺流加料过程（如图1），料液与蒸汽正在效间共背震动.果各效间有较大的压力好，液料自动从前效流到后效，不需输料泵；前效的温度下于后效，料液从前效加进后效呈过热状态，过料时有闪蒸出现.此过程有底下几面便宜：①各效间压力好大，可省去输料泵；②有自挥收爆收，正在各效间不必设预热管；③由于辅帮设备少，拆置紧稀，管路短，果而温度益坏小；④拆置支配烦琐，工艺条件宁静，设备维建处事缩小.共样也存留着缺面：由于后效温度矮、浓度大，果而料液的黏度减少很大，落矮了传热系数.果此，本过程只符合于黏度不大的料液.2.２挥收器简介随着工业挥收技能的死少，挥收设备的结构与型式亦不竭矫正与革新，其种类繁琐，结构各同.根据溶液正在挥收中震动情况大概可分为循环型战单程型二类.循环型挥收器可分为循环式、悬筐式、中热式、列文式及强制循环式等；单程挥收器包罗降膜式、落膜式、降－落膜式及刮板式等.还不妨按膜式战非膜式给挥收器分类.工业上使用的挥收设备约六十余种，其中最主要的型式仅十余种.本安排用了中央循环管式挥收器，底下便其结构及特性做简要介绍.中央循环管式挥收器又称尺度挥收器，如下图图2.图２中央循环管式挥收器1-加热室 2分散室 3挥收室其加热室由一笔直的加热管束（沸腾管束）形成，管束中央有一根直径较大的管子喊搞中央循环管，其截里积普遍为加热管束截里积的.加热管少普遍为，直径，少径比为.其结构紧稀、制制便当、支配稳当，是庞大工业死产中使用广大且履历恒暂的一种挥收器.于今正在化工、沉工等止业中广大被采与.但是由于结构上的节制，其循环速度较矮（普遍正在以下）；管内溶液组成终究交近完毕液的组成，果而溶液的沸面下、灵验温好小；设备的荡涤战检建不敷便当.其适用于结垢不宽沉、有少量结晶析出战腐蚀性较小的溶液.3三效并流挥收安排预计三效并流挥收安排预计依照图3举止预计.图３??并流加料三效挥收的物料衡算战热量衡算??各效挥收量战完毕液组成的预计总挥收量????………………………………………（）式中??—本料液量，；—总挥收量，；则：正在挥收历程中，总挥收量为各效挥收量之战，即 (2)式中—各效的挥收量，.且对付于并流加料，果存留闪蒸局里，又挥收中无特殊蒸气引出，可与则，预计出各效的挥收量：任一效中完毕液的组成为 (3)式中—各效完毕液溶量的品量分率，无果次.则，预计出各效的品量分率：３.２各效溶液沸面及灵验总温度好的预计设各效间压力落相等，则各效间的仄衡压力好为 (4)式中—各效加热蒸汽压力与二次蒸汽压力之好，；—第Ⅰ效加热蒸汽的压力，；—终效热凝器中的压力，.则，仄衡压力好：由各效压力好可供得各效挥收室的压力，即：二次蒸气压力二次蒸气温度二次蒸气的气化潜热(即下一效加热蒸气的氢化热)３.２.１供各效果溶液中溶量存留引起的沸面降下（温度益坏）由公式 (5) (6)式中—常压下（）由于溶量存留而引起的沸面降下，；—支配压力下由于溶量存留而引起的沸面降下，；—矫正系数；—支配压力下二次蒸汽的温度，；—支配压力下二次蒸汽的汽化潜热，.由表1有闭数据战公式（6）得表2效数ⅠⅡⅢ查附录的氢氧化钠溶液正在下的沸面得表3效数ⅠⅡⅢ溶液的沸面由表1数据、表2战公式（5）（6）则，供得：各效果溶液中溶量存留引起的沸面降下:所以３.２.２供由于液柱静压力而引起的沸面降下（温度好益坏）为烦琐计，以液层中部面处的压力战沸面代表所有液层的仄衡压力战仄衡温度，则根据流体静力教圆程，液层的仄衡压力为 (7)式中—液层的仄衡压力，;—液里处的压力，即二次蒸汽的压力，;—溶液的仄衡稀度，;—液层下度，;—沉力加速度，.则得：溶液的沸面降下为 (8)式中—仄衡压力下溶液的沸面，；—液里处压力（即二次蒸汽压力）下溶液的沸面，.动做近似预计，式（8）中的战可分别用相映压力下火的沸面代替，则由液层的仄衡压力查得相映火的沸面温度为：则故３.２.３由震动阻力引起的温度好益坏由与体味值，各效间的温度好益坏与,终效与热凝器间约为则 (9)式中—灵验总温好，为各效灵验温好之战，；—第Ⅰ效加热蒸汽的温度，；—热凝器的支配压力下二次蒸汽的鼓战温度，；—总的温度好益坏，为各效温度好益坏之战，.各效的温度益坏 (10)式中—各效的总温度益坏，；—各效中的百般温度益坏，.则：各效料液的温度 (11)式中—各效料液的温度，；—各效支配压力下二次蒸汽的温度，.再由式（10）得的数据战式（11）则得：再由公式（9）可得：由查附录可知鼓战加热蒸汽的温度为，汽化潜热为且则：3.３加热蒸气消耗量战各效挥收火量的收端预计由热量衡算式：…（）由上式可供得第效的挥收量.若正在热量衡算式中计进溶液的浓缩热及挥收器的热益坏时，尚需思量热利用系数.对付于普遍溶液的挥收，可与（式中为以品量分率表示的溶液的组成变更）.第效的挥收量的预计为 (13)式中—第效加热蒸气量,，当无特殊蒸汽抽出时，；—第效加热蒸汽的汽化潜热,；—第效二次蒸汽的汽化潜热, ；—本料液的比热容,；—火的比热容, ；—分别为第效战第效溶液的温度(沸面), 且本料液温度等于第一效沸面温度，即；—第效的热利用系数，无果次.则可先供的热利用系数：第Ⅰ效 (14)第Ⅱ效………????第Ⅲ效又３.４挥收器传热里积估算 (18)式中—第效的传热里积，；—第效的传热速率，；—第效的传热系数，；—第效的传热温好，.又式（12）则：缺面，缺面较大，应安排各效的灵验温好，使三个挥收器的传热里积尽管相等，沉复上述预计历程.３.５灵验温好的再调配与仄衡里积沉新调配灵验温好得：３.６沉复上述步调３.６.１预计各效料液的浓度３.６.２预计各效料液的温度果终效完毕液浓度战二次挥收汽压力均稳定，百般温度好益坏可视为恒定，故终效溶液温度仍为即则第Ⅲ效加热蒸气的温度（也即第Ⅱ效二次蒸汽温度）为由第Ⅱ效二次蒸汽温度（）及第Ⅱ效料液的浓度（）查杜林线图，得第Ⅱ效料液沸面为.由液柱静压力及震动阻力引起的温度益坏可视为稳定,故第Ⅱ效的料液温度为共理由第Ⅰ效二次蒸汽的温度及第Ⅰ效料液的浓度（）查杜林线图，得第Ⅱ效料液沸面为.则第Ⅰ效料液的温度为第Ⅰ效料液的温度也可由下式预计证明溶液的百般温好益坏变更不大，无需沉新预计，故灵验总温好稳定，即：温好沉新调配后各效温度列于表4表4效次ⅠⅡⅢ加热蒸汽温度，灵验温好，料液温度（沸面），３.６.３各效热量衡算查脚册得出第Ⅰ效 (19)第Ⅱ效 (20)第Ⅲ效..(21)又…………………………………………….(2 2)联解式(19)至(122),可得：与第一次预计截止比较，其相对付缺面为：预计相对付缺面均正在以下，故各效挥收量的预计截止合理.其各效溶液浓度无明隐变更，不需沉新预计.３.６.４挥收器传热里积的预计缺面为，迭代预计截止合理，与仄衡传热里积.３.７预计截止列表效次ⅠⅡⅢ热凝器加热蒸气温度支配压力溶液温度(沸面)完毕液浓度挥收量蒸汽消耗量传热里积４挥收器的主要结构尺寸的预计４１加热管的采用战管数的收端估算当加热管的规格与少度树坐后，可由下式收端预计所需管子数………………………………………..….(2 3)式中—挥收器的传热里积，，由前里的工艺预计决断；—加热管中径，，与；—加热管少度，，与.则有：根４.２循环管的采用循环管的截里积是根据使循环阻力尽管减小的准则去思量的.中央循环管式挥收器的循环管截里积可与加热管总截里积的.加热管的总截里积可按预计，循环管内径以表示，则：………………………………..….( 24)即：由于管子规格所限，正在规格中只可选中故：４.３加热室直径及加热管数脚段决定按正三角形排列，管束核心正在线管数根 (25)式中—总加热管数.可采与下式收端预计加热室内径，即：……………………..…………………...( 26)式中—管心距，为相邻二管核心线之间的距离，，由加热管中径采用；其中，，与.则：与由autoCAD制图??得排管图图??图????排管图由排管图可数得总加热管数，谦脚央供. ??????则再由壳体的尺寸标注可知，与壳体内径，最小壁薄.４.４分散室直径战下度的决定分散室的体积预计式为………………..……………………...…...(2 7)式中—分散室的体积，；—某效挥收器的二次蒸气流量，；—某效挥收器的二次蒸气的稀度，；—蒸气体积强度，；即每坐圆米分散室每秒钟爆收的二次蒸汽量，普遍允许值为.由（26）式，且与,,所以：分散室体积决定后，其下度与直径的闭系：由于则供出：４.５交管尺寸的决定流体出进心的内径按下式预计……………..………………………………….....(28)式中—流体的体积流量，；—流体的相宜流速，.４.５.1溶液出进心对付于三效并流加料的三效挥收，第Ⅰ效的流量最大，所以与其为预计量m3/s果为其震动为强制震动，,所以与则有与管为则本量流速为４.５.2 热蒸汽进心与二次蒸气出心普遍情况下，终效的体积流量最大，所以与其为预计量果为其震动为鼓战蒸汽震动，所以与则有与管为则本量流速为４.５.３热凝火出心普遍由各效加热蒸汽消耗量较大者去定，而终效的加热蒸汽消耗量最大，所以与为预计量果为其震动为自然震动，,所以与则有与管则本量流体流速为５挥收拆置的辅帮设备的采用预计５.１气液分散器本安排采与的是惯性式除沫器，其主要效用是为了预防益坏有用的产品或者预防传染热凝液体.其本能参数如表5表5 惯性式除沫器本能参数如表捕获雾滴的直径压力落分散效用气速范畴常压减压惯性式处沫器的主要尺寸可按下列闭系决定：式中－二次蒸汽的管径，；－除沫器内管的直径，；－除沫器中管的直径，；－除沫器中壳的直径，；－除沫器的总下度，；－除沫器的内管顶部与器顶的距离，.所以：，，，５.２蒸汽热凝器的选型安排本安排采与的是多层孔板式蒸汽热凝器，其本能参数如表6表6 多层孔板式蒸汽热凝器本能参数表火气交触压强塔径范畴结构与央供火量里积大大小均可较简朴较大５.２.１.１热却火量的决定查多孔板热凝器的本能直线得的进心蒸汽压力，热却火进心温度,热却火可热却蒸汽量为，即，则： (29)式中－加进热凝器二次蒸汽的流量，；－热却火量，.与本量数据比，偏偏小,故安排时与：５.２.１.２热凝器的直径与二次蒸汽的流速.则： (30)５.２.１.３淋火板的安排淋火板板数：果为,与淋火板5块.淋火板间距以体味公式,；即依次预计出：.弓型淋火板的宽度：最上头一齐；其余各块淋火板.淋火板堰下：与.淋火板孔径：热却火循环使用，与.淋火板孔数：淋火孔流速……..…………………………………….....( 31)式中－淋火孔的阻力系数，；－火孔中断系数，；－淋火板堰下,.与预计则淋火孔数：思量到恒暂支配时易制成孔的阻碍，与最表层孔数应加大即，其余各板孔数应加大5%，即.淋火孔采与正三角形排列.6三效挥收器结构尺寸决定6.1三效挥收器主要结构尺寸战预计截止表7 挥收器的主要结构尺寸的决定加热管主要结构安排尺寸加热管（无缝钢管）管径规格加热管（无缝钢管）少度加热管（无缝钢管)管数循环管规格加热室内径分散室直径分散室下度溶液出进心管径加热蒸气出进心与二次蒸气出心管径热凝火出心管径表8气液分散器结构尺寸的决定气压分散器主要结构安排尺寸除沫器内管的直径除沫器中罩管的直径除沫器中壳的直径除沫器的总下度除沫器内管顶部与器顶的距离表9蒸汽热凝器主要结构的决定蒸气热凝器主要结构安排尺寸蒸汽热凝器典型多层多孔式热凝器热却火量热凝器的直径淋火板数淋火板间距淋火板间距淋火板间距淋火板间距淋火板间距弓形淋火板的宽度淋火板堰下淋火板孔径淋火板孔数7参照文件[1] 贾绍义,柴诚敬. 化工本理课程安排[M]. 天津:天津大教出版社, .[2]陈敏恒.化工本理（上）[M]. 北京:化教工业出版社,.[3] 陈敏恒.化工本理（下）[M]. 北京:化教工业出版社,.[4] 周军.化工AutoCAD制图应用前提.北京:化教工业出版社,.8归纳对付于化工本理课程安排那个课程，尔认为惟有自己单独亲自动脚去搞了，才搞相识它.那次尔搞的是三效挥收拆置的安排，正在那个安排历程中，尔逢到了许多往日不掌握扎真的知识，比圆（1）刚刚启初时，尔会将二次蒸汽温度与加热温度等百般名词汇观念知识面搞混，惟有通过预计便能认浑百般观念.（2）启初时，查脚册战图表不是很认识，不是图表找错便是查找办法分歧过得；通过共教战教授的小心道解，自己再宽肃查找，便能精确的查找战使用百般脚册战图表.（3）预计公式战要领分歧过得，加进一个现有脚册战图表不克不迭办理的数据，而无法继承算下去，惟有通过搁弃该公式战要领.（4）正在挥收器预计部分，启初时，算出几便是几的管径等，出现了与管规格不符的局里；后懂了管规格，才从新根据现有的管规格尺度采用挥收器结构的部分数据.（5）正在预计时，由于自己的细心引导截止堕落；通过从新查看前里的预计数据，纠正过得，才继承预计底下真量.共时，尔也教习到了很多知识，通过那次安排让尔坚韧了许多的知识，创制自己正在安排圆里的某些缺累，让自己佳佳的改正，对付将去自己的处事战职业用了少脚的死少.正在尔完毕那份安排书籍的时间，内心充谦了感动.感动教授的教育，让尔有了前提，感动弛教授耐性的指挥，感动共教们的帮闲，感动搜集为咱们提供了广大的知识仄台.有了您们的帮闲，才有了那份让尔自己谦意的安排书籍，果然开开了！。
化工原理课程设计--氢氧化钠溶液蒸发浓缩--管道设计
化工原理课程设计氢氧化钠溶液蒸发浓缩的管道设计学院：化学与材料科学学院专业：化学工程与工艺班级：学号：姓名：指导老师：课程设计任务书指导教师（签名）：教研室主任（签名）：目录1.前言 (1)2.设计思路 (1)3.能源的合理利用 (2)4.具体任务说明 (2)5.确定管径、管材及其型号 (2)6.泵的选型 (3)6.1总能量损失∑hf 的计算 (4)6.2泵的确定 (5)6.3泵的最大允许安装高度的确定 (5)7.阀门及管件的选择 (6)8.流程说明 (6)8.1生产流程及阀门控制 (6)8.1.1正常生产流程 (6)8.1.2阀门控制 (6)8.2壳程清洗流程及阀门控制 (7)8.2.1同时清洗壳程 (7)8.2.1.1同时清洗壳程的流程 (7)8.2.1.2同时清洗壳程的阀门控制 (7)8.2.2单独清洗壳程 (7)8.2.2.1只洗一号换热器壳程的流程 (7)8.2.2.2只洗一号换热器壳程的阀门控制 (7)8.2.2.3只洗二号换热器壳程的流程 (7)8.2.2.4只洗二号换热器壳程的阀门控制 (7)8.2.2.5只洗三号换热器壳程的流程 (7)8.2.2.6只洗三号换热器壳程的阀门控制 (7)8.2.2.7只洗四号换热器壳程的流程 (8)8.2.2.8只洗四号换热器壳程的阀门控制 (8)8.3管程清洗流程及阀门控制 (8)8.3.1同时清洗管程 (8)8.3.1.1同时清洗管程的流程 (8)8.3.1.2同时清洗管程的阀门控制 (8)8.3.2单独清洗管程 (8)8.3.2.1只洗一号换热器管程的流程 (8)8.3.2.2只洗一号换热器管程的阀门控制 (8)8.3.2.3只洗二号换热器管程的流程 (8)8.3.2.4只洗二号换热器管程的阀门控制 (8)8.3.2.5只洗三号换热器管程的流程 (9)8.3.2.6只洗三号换热器管程的阀门控制 (9)8.3.2.7只洗四号换热器管程的流程 (9)8.3.2.8只洗四号换热器管程的阀门控制 (9)总结 (9)致谢 (10)参考资料 (10)附录 (10)1.前言化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节。
氯化钠三效蒸发方案（优.选）
氯化钠三效蒸发方案（优.选）含钠盐废水蒸发结晶方案一、蒸发器选型简述本设计方案针对含盐废水，采用三效顺流强制循环蒸发装置。
氯化钠溶液蒸发属于蒸发结晶，因此蒸发器采用抗盐析、抗结疤堵管能力强的强制循环蒸发器。
由于该混合溶液具有腐蚀性，长期运转考虑，蒸发材质可选用316L不锈钢，其余采用碳钢材质。
二、原液组成进料量及组分：溶液处理量为1.5t/h，含20%的氯化钠。
三、主要工艺参数四、工艺流程简介4.1原液准备系统工厂产生的含氯化钠的废水流入原液池，原液池起到储存、调节原液的作用，满足废水蒸发处理设备的连续稳定运行。
原液池配备有原液提升泵，原液提升泵将含盐废水均匀输送至蒸发处理系统，调节原液泵后的控制阀门保持原液提升量与蒸发量的平衡。
4.2 蒸汽及二次蒸汽系统来自锅炉房的蒸汽通过分汽缸后用阀门调节进入Ⅰ效加热室，控制表压为3.0Kgf/cm2。
生蒸汽管路上设置有安全阀，超压后自动排泄报警，确保蒸发系统的安全。
Ⅰ效蒸发室蒸发后的二次蒸汽经蒸汽管路进入Ⅱ效加热室，Ⅱ效蒸发室蒸发后的二次蒸汽经蒸汽管路进入Ⅲ效加热室。
Ⅰ效加热室的冷凝水排回锅炉房。
Ⅱ效加热室的冷凝水进入Ⅱ效闪蒸罐，Ⅱ效闪蒸罐中产生的闪发汽体进入Ⅲ效加热室，Ⅲ效加热室的冷凝水进入Ⅲ效闪蒸罐，Ⅲ效闪蒸罐中产生的闪发汽体回到冷凝器进口，冷凝水经阀门调节进入冷凝水平衡缸。
Ⅲ效蒸发室排出的二次蒸汽进入冷凝器，冷凝器冷凝产生的冷凝水与Ⅱ效加热室、Ⅲ效加热室产生的冷凝水汇集至冷凝水罐，最终由冷凝水泵抽至外界水池储存并进一步生化处理。
4.3 盐浆系统本工艺采用转效排盐，集中排母液的方式进行生产。
Ⅰ效集盐角中的盐排到Ⅱ效下循环管中。
Ⅱ效集盐角中的盐排到Ⅲ效下循环管中。
最后Ⅲ效集盐角的盐浆由盐浆泵抽入漩涡盐分离器进行分离进入沉盐器，沉盐器收集满后将盐排入离心机离心分离，离心母液回蒸发室再次蒸发结晶，离心机离心分离出来的盐分可以直接出售，如果要求更低的含水率，也可以再进入干燥系统进一步脱离水处理。
20th氯化钠溶液多效蒸发工艺设计及优化
根据氯化钠饱和溶液的特性、溶解度以及其浓度，制定本方案，当溶液进入蒸发器浓缩到
右时，由于浓度升高，物料流动性变差，并且伴有晶体析出，所以，必须选择适用的浓缩设备，完成氯化钠饱和溶液所需的蒸发要求。
考虑原料液的性质及成
得的二次蒸汽作为第三效加热装置的加热热源。
装置，然后经进料循环管进入第三效循环泵，溶液由第三效循环泵送入第三效加热装置进行加热。
加热以后的溶液流入第三效分离装置进行汽液分离，分离所。
NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计
化工原理课程设计《蒸发》单元操作设计任务书班级姓名一、设计题目：NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计二、设计任务及操作条件1、处理能力： 15000 kg/h NaOH水溶液2、物料条件NaOH水溶液的原料液（初始）浓度：X0= 12 %(w) ；浓缩（完成）液浓度： Xn= 38 %(w) ；加料温度：沸点。
（原料液温度为第一效沸点温度）3、操作条件加热蒸汽压强： 500 kPa冷凝器压强： 16 kPa各效蒸发器的总传热系数：K1=1600W/（m2·℃)，K2=1000W/（m2·℃)，K3=600W/（m2·℃)。
各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。
假设各效传热面积相等，并忽略热损失。
各效蒸发器中料液液面高度为：1.5m。
每年按300天计，每天24小时连续运行。
厂址：宁波地区。
三、设备型式蒸发器：中央循环管式蒸汽冷凝器：水喷射式冷凝器四、设计项目(说明书格式)1、封面、任务书、目录。
2、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。
3、蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积。
4、蒸发器的主要结构尺寸设计。
5、主要辅助设备选型：物料泵、蒸汽冷凝器及气液分离器（除沫器）等选型。
6、绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图。
7、对本设计进行评述。
8、参考文献成绩评定指导教师目录1 设计方案简介 (1)1.1 设计方案论证 (1)1.2 蒸发器简介 (1)2 设计任务 (3)2.1 估算各效蒸发量和完成液浓度 (3)2.2 估算各效溶液的沸点和有效总温度差 (3)2.2.1 各效由于溶液沸点而引起的温度差损失 (4)2.2.2 由于液柱静压力而引起的沸点升高（温度差损失） (4)2.2.3 由流动阻力而引起的温度差损失 (5)2.2.4 各效料液的温度和有效总温差 (5)2.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (6)2.4 蒸发器传热面积的估算 (7)2.5 有效温差的再分配 (8)2.6 重复上述计算步骤 (8)2.6.1 计算各效料液浓度 (8)2.6.2 计算各效料液的温度 (9)2.6.3 各效的热量衡算 (10)2.6.4 蒸发器传热面积的计算 (11)2.7 计算结果列表 (12)3 蒸发器的主要结构尺寸的计算 (13)3.1 加热管的选择和管数的初步估算 (13)3.2 循环管的选择 (13)3.3 加热室直径及加热管数目的确定 (13)3.4 分离室直径和高度的确定 (14)3.5 接管尺寸的确定 (14)3.5.1 热蒸汽进口，二次蒸气出口，其中Vs 为流体的体积流量 (14)3.5.2 溶液进出口，因为第一效的流量最大，所以取其为计算量 (14)3.5.3 冷凝水出口 (15)4 蒸发装置的辅助设备的选用计算 (16)4.1 气液分离器 (16)4.1.1 本设计采用的是惯性式除沫器，其主要作用是为了防止损失有用的产品或防止污染冷凝液体。
年产量10万吨NaOH水溶液蒸发装置的设计
除沫器内管 的直径
除沫器外罩 管的直径
426 mm
639 mm
除沫器外壳 的直径 除沫器内管 顶部与器顶 的距离
852mm 200mm
二、蒸汽冷凝器：选用多层多孔式冷凝器
•
• • •
冷却水量
冷凝器的直径 淋水板数 淋水板间距L1
75.03 m3/h
635 mm 8 1625 mm
•
• • • • • • • •
物料衡算表
效次 加热蒸汽温度Ti，℃ 操作压力P'i,kPa Ⅰ 151.7 327 Ⅱ 136.7 163 Ⅲ 112.7 20 冷凝器 60.1 20
溶液温度（沸点）ti, ℃ 完成液浓度xi,%
蒸发量Wi，kg/h 蒸气消耗量D，kg/h 传热面积Si,m2
143.8 14.9
2715.4
124.5 20
年产量10万吨NaOH水 溶液蒸发装置的设计
学生姓名： 指导老师：罗大志
设计任务
• 生产规模：年产10万吨30%的NaOH溶液。 • 年工作日：300天，每天24小时连续运行 • 原料规格：食盐水的NaOH粗溶液（原液浓 度为12%）。 • 产品规格：浓度为30%的NaOH溶液。 • 厂址选择：长沙地区
设计过程
设计方案的确定
物料衡算及能量衡算 • 主体设备设计计算和说明 • 附属设备的选择 • 工艺流程图的绘制 • 工艺条件图的绘制
设计方案
• 蒸发器的选择：选择中央循环管式蒸器； • 多效蒸发的效数与流程：三效蒸发与并流 流程； • 操作条件： （1）加热汽压力为500 kPa（绝热），冷凝器 的绝压为20 kPa（绝热） （2）各效蒸发器的总传热系数分别为 K1=1800 W/（m2·℃）、 K2=1200 W/（m2·℃）、 K3=600 W/（m2·℃） ；
NaOH蒸发设计
水量
15000
蒸发
水量
202057.0470
析盐
量
45828.8591
合计
315000
合计
315000
1.3、各效的物料衡算
1.3.1第三效的物料衡算
估算其碱液的浓度为：Xa3=Fa/（F0-W3）
=30000/（300000-67352.349）
=0.1298
则可由下列关联式算出NaOH的浓度：
析盐量为：
Gs3=19458.6313-671.1409=18787.4904kg/h
第一效的物料平衡如表2-1-6
表2-1-6第一效物料平衡表
进 入 蒸 发 系 统
出 蒸 发 系 统
电解
溶液
NaOH
30000
碱液
的量
NaOH
30000
NaCl
671.1409
NaCl
19458.6313
则Xs2=0.1401
由于在蒸发过程中NaCl在溶液中始终处于饱和状态，所以析盐量为：
Gs2=Fa/Xa3×Xs3-Fa/Xa2Xs2
=30000/0.1354×0.1599-30000/0.1773×0.1401
=11722.7766kg/h
核算碱液浓度：XL2=Fa/（F3-W2-Gs2+W＇）
致谢……………………………………………………………………………55
附图
第一篇 液碱
第一章 总论
一、产品
第二章液碱的蒸发
一、物料计算
1.1计算依据：
（1）产品 200kt/a （折100%NaOH）
（2）年作业时间7200小时
（3）原料碱：隔膜法电解工序来的碱液
氢氧化钠三效蒸发课程设计说明书
第一章蒸发方案的确定1.1 加热蒸汽压的确定蒸发是一个消耗大量加热蒸汽而又产生大量二次蒸汽的过程。
通常被蒸发的溶液有一个允许的最高温度，从节能观点出发，应充分利用二次蒸汽作为后续蒸发过程或者其他加热用的热源，因此采用较高温度的饱和蒸汽作为加热蒸汽是有利的，但通常所用饱和蒸汽温度不超过180C，超过时相应的压强，这将增加加热的设备费用和操作费用。
所以加热蒸汽压强在400-800 C范围之内。
故选择加热蒸汽压强500kPa（绝）。
1.2 冷凝器操作压强的确定若一效采用较高压强的加热蒸汽，则末效可采用常压或加压蒸发，此时末效产生的二次蒸汽具有较高温度，可以全部利用。
而且各效操作温度高时，溶液粘度低，传热效果好。
若一效加热蒸汽压强低，末效应采用真空操作，此时各效二次蒸汽温度低，进入冷凝器冷凝需消耗大量冷却水，而且溶液粘度大，传热差。
故冷凝器操作压强为20kPa （绝）。
1.3 蒸发器的类型蒸发器有很多类型，在结构和操作上必须有利于蒸发过程的进行，选型时考虑一下原则：1. 尽量保证蒸发过程具有较大的传热系数，满足生产工艺过程的要求；2. 生产能力大，能完善分离液沫，尽量减缓传热壁面上污垢的形成；3. 结构简单，操作维修和清洗方便，造价低，使用寿命长；4. 能适应所蒸发物料的一些特殊工艺特性根据以上原则选择中央循环管式蒸发器，其加热室由垂直的加热管束构成，在管束中央有一根直径较大的管子，称为中央循环管，其截面积为加热管束总截面积的40%-100%。
当壳程的管间通入蒸汽加热时，因加热管（细管）内单位体积的受热面积大于中央循环管（粗管）内液体的受热面积，因此粗、细管内液体形成密度差，加之加热细管内蒸汽的抽吸作用，从而使得溶液在中央循环管下降、在加热管内上升的连续自然流动。
溶液在粗细管内的密度差越大，管子越长，循环速度越大。
主要的是溶液的循环流动提高了沸腾表面传热系数，强化了蒸发过程。
且这种蒸发器结构紧凑，制造方便，传热较好，操作可靠等优点，因此选择中央循环管式蒸发器。
化工原理设计说明书-三效并流蒸发器
设计题目：NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计设计者：设计日期：年月曰审核：2009级化工单元操作课程设计任务书一、设计题目NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计二、设计任务及操作条件1•处理能力 3.96X 1()4吨/年NaOH水溶液2.设备形式中央循环管式蒸发器3•操作条件(1)Na()H水溶液的原料液浓度为5%。
完成液浓度为25%,原料液温度为第一效沸点温度，原料液比热为3.7KJ(kg -°C),各效蒸发器中溶液的平均密度为：^^lOUkg/m', kg/m', 3= 1239 kg/m ' ；⑵加热蒸气压强为500kPa (绝压)，冷凝器压强为15 kPa (绝压)：⑶各效蒸发器的总传热系数：兀二15()0W/(m2弋)，AT2=1000W/(m2 - °C),A73=6OOW/(m2 • °C)；(4)各效蒸发器中页面的高度：1.5m；(5)各效加热蒸气的冷凝液均在饱和温度下下排出，假设各效传热面积相等，并忽略热损失；(6)每年按330天计算，每天24小时运行。
三、设计项目(1)设计方案简单，对确定的工艺流程及蒸发器形式进行简要论述；(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；⑷绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的流程尺蒸发器设备工艺简图；(5)对本设计的评述1目录（一）蒸发器的形式.流程、效数论证................. （二）工艺计算......................（三）蒸发器主要工艺尺寸的设计计算................ （四）设计感想......................（五）设计图纸......................2（一）蒸发器的形式、流程、效数论证1•蒸发器的形式：中央循环管式2.蒸发器的流程：三效并流加料3.效数论证：在工业中常用的加热方式有直接加热和间接加热。
氢氧化钠水溶液多效蒸发调优
氢氧化钠水溶液多效蒸发调优
谭学富;李茂林;王红心
【期刊名称】《沈阳化工大学学报》
【年(卷),期】1997(000)001
【摘要】以某厂氢氧化钠水诂效并流蒸发过程的基础，对生蒸汽压力和末效蒸发器真空度对蒸发费用的影响进行了模拟计算，以蒸发总费用为目标，以两个压力为决策变量建立了多效蒸发过程的优化目标函数，用ＢＦＧＳ法求得了其最优解，得出了最佳的生蒸汽压力和末效真空度，按此结果进行操作，该厂蒸发工段每年可节省总费用２８万元。
【总页数】1页(P25)
【作者】谭学富;李茂林;王红心
【作者单位】沈阳化工学院化这工程系;沈阳化工学院化这工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TQ114.26
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冬胞工夕丸卑化工原理课程设计NaOH蒸发系统设计目录章前言§ 1概述'第二章蒸发工艺设计计算§ 1蒸浓液浓度计算§ 2溶液沸点和有效温度差的确定S 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各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失§22 • 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§ 5温差的重新分配与试差计算§5 • 1重新分配各效的有效温度差，§ 5• 2重复上述计算步骤§ 6计算结果列表第三章NaO H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§23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/(Kg.h> a -------- 对流传热系数，W /m2. °Cd --- 管径，mA ------ 温度差损失，CD——直径，mn——误差，D ――加热蒸汽消耗量，Kg/h n ――热损失系数，f --- 校正系数，n ----- 阻力系数，F――进料量，Kg/h入一一导热系数，W /m2. Cg --- 重力加速度，9.81m/s2卩---- 粘度，Pa.sh 咼度，m p 密度，Kg/m3H ――高度，mk――杜林线斜率K ――总传热系数，W/m2. CE――加和L——液面高度，m©——系数-加热管长度，m -淋水板间距，m 下标： -效数 1,2,3——效数的序 -第n 效 0——进料的 -压强，Pai ――内侧热通量，W/m2 m ----- 平均-传热速率，W o - 外侧汽化潜热，KJ/Kg p---- 压强-热阻，m2「C /Ws ――污垢的 -传热面积，m2 w 水的 管心距，m w 壁面的 -蒸汽温度，C 「流速，m/s-蒸发强度，Kg/m2.h 上标：-体积流量，m3/h'：二次蒸汽的 -蒸发量，Kg/h :因溶液蒸汽压而引起的 〃：因液柱静压强而引起的 :因流体阻力损失而引起的 第一章前言§ 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）、在低压下操作，溶液沸点较低，有利于提高蒸发的传热温度差，减小蒸发器的传热面积； <2）、可以利用低压蒸气作为加热剂； <3）、有利于对热敏性物料的蒸发； <4）、操作温度低，热损失较小。
在加压蒸发中，所得到的二次蒸气温度较高，可作为下一效的加热蒸气加以利用。
因此，单效蒸发多为 真空蒸发；多效蒸发的前效为加压或常压操作，而后效则在真空下操作。
3蒸发操作的特点从上述对蒸发过程的简单介绍可知，常见的蒸发时间壁两侧分别为蒸气冷凝和液体沸腾的传热过程，蒸 发器也就是一种换热器。
但和一般的传热过程相比，蒸发操作又有如下特点 ：r — R -S -t - T - u - U - W ――质量流量，Kg/h x ---- 溶剂的百分质量，％⑴沸点升高蒸发的溶液中含有不挥发性的溶质，在港台压力下溶液的蒸气压较同温度下纯溶剂的蒸气压低，使溶液的沸点高于纯溶液的沸点，这种现象称为溶液沸点的升高。
在加热蒸气温度一定的情况下，蒸发溶液时的传热温差必定小于加热唇溶剂的纯热温差，而且溶液的浓度越高，这种影响也越显著。
⑵ 物料的工艺特性蒸发的溶液本身具有某些特性，例如有些物料在浓缩时可能析出晶体，或易于结垢；有些则具有较大的黏度或较强的腐蚀性等。
如何根据物料的特性和工艺要求，选择适宜的蒸发流程和设备是蒸发操作彼此必须要考虑的问题。
⑶ 节约能源蒸发时汽化的溶剂量较大，需要消耗较大的加热蒸气。
如何充分利用热量，提高加热蒸气的利用率是蒸发操作要考虑的另一个问题。
4蒸发设备蒸发设备的作用是使进入蒸发器的原料液被加热，部分气化，得到浓缩的完成液，同时需要排出二次蒸气，并使之与所夹带的液滴和雾沫相分离。
蒸发的主体设备是蒸发器，它主要由加热室和蒸发室组成。
蒸发的辅助设备包括：使液沫进一步分离的除沫器，和使二次蒸气全部冷凝的冷凝器。
减压操作时还需真空装置。
兹分述如下：由于生产要求的不同，蒸发设备有多种不同的结构型式。
对常用的间壁传热式蒸发器，按溶液在蒸发器中的运动情况，大致可分为以下两大类：<1）循环型蒸发器特点：溶液在蒸发器中做循环流动，蒸发器内溶液浓度基本相同，。
操作稳定。
此类蒸发器主要有b. c.，d.e.。
其中，。
<2）单程型蒸发器特点：溶液以液膜的形式一次通过加热室，不进行循环。
优点：溶液停留时间短，故特别适用于热敏性物料的蒸发；，表面传热系数较大。
缺点：设计或操作不当时不易成膜，热流量将明显下降；不适用于易结晶、结垢物料的蒸发。
此类蒸发器主要有a.，b.，c.本次设计采用的是中央循环管式蒸发器：结构和原理：其下部的加热室由垂直管束组成，中间由一根直径较大的中央循环管。
当管内液体被加热沸腾时，中央循环管内气液混合物的平均密度较大；而其余加热管内气液混合物的平均密度较小。
在密度差的作用下，溶液由中央循环管下降，而由加热管上升，做自然循环流动。
溶液的循环流动提高了沸腾表面传热系数，强化了蒸发过程。
这种蒸发器结构紧凑，制造方便，传热较好，操作可靠等优点，应用十分广泛，有”标准蒸发器”之称。
为使溶液有良好的循环，中央循环管的截面积，一般为其余加热管总截面积的40%- 100%加热管的高度一般为1〜2m加热管径多为 25〜75mm之间。
但实际上，由于结构上的限制，其循环速度一般在0.4〜0.5m/s以下；蒸发器内溶液浓度始终接近完成液浓度；清洗和维修也不够方便。
第二章蒸发工艺设计计算W.ffi 1 拌流多歌麺授淡曠浓缠工艺流程图§2 1蒸浓液浓度计算多效蒸发的工艺计算的主要依据是物料衡算和、热量衡算及传热速率方程。
计算的主要工程有：加热蒸气 < 生蒸气）的消耗量、各效溶剂蒸发量以及各效的传热面积。
计算的已知参数有：料液的流量、温度和浓度，最终完成液的浓度，加热蒸气的压强和冷凝器中的压强等。
蒸发器的设计计算步骤多效蒸发的计算一般采用试算法。
（1）根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件< 如加热蒸气压强及冷凝器的压强），蒸发器的形式、流程和效数。
（2）根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的浓度。
（3）根据经验假设蒸气通过各效的压强降相等，估算个效溶液沸点和有效总温差。
(4) 根据蒸发器的焓衡算，求各效的蒸发量和传热量。
(5)根据传热速率方程计算各效的传热面积。
若求得的各效传热面积不相等，则应按下面介绍的方法重 新分配有效温度差，重复步骤 <3>至<5)，直到所求得各效传热面积相等 < 或满足预先给出的精度要 求)为止。
F= =4557.3kg/h总蒸发量：W=F (1- >=4557.3 (1- — >=3038.2kg/h并流加料蒸发中无额外蒸汽引出 ，可设 ：W 2：W 3=1：1.1：1.2 而W=W i +W 2+W 3=3038.2kg/h 由以上三式可得：W 1=920.7kg/h 。
W 2=1012.7kg/h 。
W 3=1104.8kg/h 。
』LdEEJX 1==0.125。
X 2==0.174。
X 3=0.3§ 2溶液沸点和有效温度差的确定设各效间的压强降相等，则总压强差为：| /=P1-P K =501.3-30.4=470.9KPaaP ---各效加热蒸汽压强与二次蒸气压强之差 KPa, 第一次加热蒸气的压强 KPa-----末效冷凝器中的二次蒸气的压强 KPa 各效间的压强差可求得各效蒸发室的压强 即 P/=P1-Pi=501.3-470.9/3=344.3KPaP 2/ =P1-2 Pi=501.3-2 470.9/3=187.4KPa P 3/=P k /=30.4KPa由各效的二次蒸汽压强从手册中查得相应的二次蒸汽温度和汽化潜热列与下表中：多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算:有效总温度差」第一效加热蒸气的温度，C 。