试谈双效真空蒸发器及辅助设备的设计选择
化工原理课程设计--双效并流蒸发器设计
课程设计授课时间:2011——2012年度第 1 学期
题目:双效并流蒸发器设计课程名称:化工原理课程设计
专业年级:
学号:
姓名:
成绩:
指导教师:
2011年12月20日
目录
第1章设计方案简介 (1)
第2章工艺流程图及说明 (1)
第3章工艺计算及主体设备选型; (1)
3.1 估计各效蒸发量和完成液浓度 (1)
3.2 估计各效溶液的沸点和有效总温度差 (2)
3.2.1 各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失 (3)
3.2.2 由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失 (3)
3.2.3 由于管道流动阻力产生的压强降所引起的温度差损失 (4)
3.2.4 各效溶液的沸点和有效总温度差 (4)
3.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (4)
3.4 蒸发器的传热面积估算 (6)
3.5 有效温度差的再分配 (6)
3.6 主体设备选型 (7)
3.6.1 汽液分离器 (7)
3.6.2 蒸汽冷凝器 (8)
第4章设计结果汇总表 (11)
第5章设备布置流程图 (12)
第6章参考文献 (12)
第7章设计评述 (13)
课程设计任务安排表
学院班级:
课程名称:化工原理课程设计填写时间:_2011_年_12_月_2_日
指导教师(签名):______ ____ _____职称:__ _ _
主要符号说明
0x :原料液中溶质的质量分数;
n x :完成液中溶质的质量分数,1,2n =; 1p :第I 效的加热蒸汽压力;
F :NaOH 溶液的蒸发能力,即溶液的进料量; W :过程总蒸发量;
1K :第I 效蒸发器的总传热系数;
双效浓缩器设备参数
双效浓缩器设备参数
简介
双效浓缩器是一种常用于工业生产中的设备,用于浓缩溶液,提高生产效率。其参数设置对设备的性能和效果起着重要的影响。本文将深入探讨双效浓缩器设备参数,包括常见参数及其影响因素、参数的选择原则、参数调整方法等,帮助读者更好地了解和应用双效浓缩器设备。
常见参数及其影响因素
双效浓缩器设备存在多个参数,不同参数的设置会对设备的操作效果产生不同的影响。下面是常见参数及其影响因素的介绍:
1. 浓缩器内外壁温差
内外壁温差是指双效浓缩器内外壁温度的差值。内外壁温差的大小会直接影响蒸发器的蒸发效果和结晶器的结晶效果。较大的内外壁温差有利于蒸发,但温差过大也会导致设备能耗增加和操作复杂度提高。
2. 蒸发温度
蒸发温度是指双效浓缩器中液体的沸点温度。蒸发温度的选择应根据物料的性质和工艺要求进行合理调整。较高的蒸发温度可以提高设备的生产能力,但也会增加能耗和设备的损耗。
3. 蒸发器真空度
蒸发器真空度是指双效浓缩器蒸发器内部的真空程度。真空度的大小与蒸发器的蒸发速率和能耗有关,较高的真空度能够提高蒸发速率,但也会增加设备的能耗。
4. 结晶器温度
结晶器温度是指双效浓缩器中结晶器的温度。结晶器温度的选择应根据物料的结晶特性和工艺要求进行合理调整。较低的结晶器温度可以提高结晶效率,但也会增加设备的能耗和操作复杂度。
参数选择原则
在设置双效浓缩器设备参数时,需要遵循一些基本原则,以确保设备的正常运行和优化效果。
1. 与物料性质相适应
双效浓缩器设备参数应根据物料的性质进行调整。不同物料的熔点、沸点、结晶特性等有所差异,因此参数的选择应根据物料的性质进行合理调整,以达到最佳的操作效果。
双效蒸发器的构造与原理
双效蒸发器的构造与原理
双效蒸发器是一种常用的热力工程设备,它主要由蒸发器本体、传热管束、冷凝器、蒸汽喷嘴、低位压缩机和传动系统等组成。工作原理如下:
1. 原理:
双效蒸发器利用两级的蒸汽压力差来提高蒸发中热量的利用率。在双效蒸发器中,一级蒸汽与热源接触并提供蒸发热量,使得溶液中的溶质蒸发,生成低压蒸汽和浓溶液。低压蒸汽通过二级蒸发器,与二级溶液进行传热,使得二级溶液蒸发,生成超低压蒸汽和浓缩后的溶液。这样,通过两级蒸汽的利用,提高了热能的利用效率。
2. 构造:
双效蒸发器的构造主要包括以下几个部分:
- 蒸发器本体:蒸发器本体是双效蒸发器的核心部分,主要由蒸发器壳体和传热管束组成。蒸发器壳体通常为圆筒形,内部装有传热管束。
- 传热管束:传热管束是蒸发器中的传热元件,一般由多根平行排列的传热管组成。传热管的材料通常选用不锈钢等导热性好且耐腐蚀的材料制成。
- 冷凝器:冷凝器用于将蒸发过程中产生的蒸汽冷凝成液体。冷凝器一般位于蒸发器的顶部,与蒸发器本体通过管道连接。
- 蒸汽喷嘴:蒸汽喷嘴用于向蒸发器注入高压蒸汽,提供蒸发热量。
- 低位压缩机:低位压缩机用于对二级溶液蒸气进行压缩,增加蒸发温度。
- 传动系统:传动系统用于驱动低位压缩机和其他部件,以实现设备的正常运行。
综上所述,双效蒸发器通过两级蒸汽的利用,提高了热能的利用效率。其构造主要包括蒸发器本体、传热管束、冷凝器、蒸汽喷嘴、低位压缩机和传动系统等,通过蒸发热量的提供和蒸汽的传热,实现溶液的浓缩和蒸发。
2吨双效蒸发器
2000㎏/h蒸发器技术(jìshù)方案
一、2000㎏双效蒸发器
(一)蒸发量为2.0T/h,完全用生蒸汽加热(jiā rè)浓缩:
总蒸发速率(sùlǜ):2.0T/h
各效蒸发量:Ⅰ效:1.05T/h Ⅱ效:0.95T/h
进料温度(wēndù) 35℃,出料温度(wēndù) 可调节
进料浓度55%,出料浓度 80%
冷凝水3.5T/h 约55℃
最大蒸汽消耗量:1.2T/h
循环冷却水30-37.5℃ 100m3/h
冷却塔参数:循环量100m3/h运行总功率:52KW(含冷却系统)
设备占地尺寸:3600X4000X8500(长X宽X高)
设备运行总质量:10T
(二)、设计各效温度参数:
一效二效
加热蒸汽温度: 95℃ 75℃
蒸发压力: -0.061 -0.080
二次蒸汽温度: 75℃ 55℃
(三)、蒸发器说明
a、物料走向
通过进料泵将要浓缩的物料经过流量计、送入二效蒸发器,物料经过二效上部的液体分配装置保证进入每根管的物料相同,液膜在向下部出口流动过程中加
速,由于重力及液体形成的蒸汽作用下流速增加。水蒸汽及部分浓缩的物料离开管束到蒸发器的底部,大部分液体集中在下部的缓冲区并由此离开,二次蒸汽及少量液体通过连接通道进入分离器,二次蒸汽与液体在此分离,从顶部离开的二次蒸汽由列管冷凝器
从二效出来的物料通过循环泵在二效蒸发器进行自身循环,部分物料通过经过旁通送入一效蒸发器,物料经过一效上部的液体分配装置,以保证进入每根管的物料相同,液膜在向下部出口流动过程中加速,由于重力及液体形成的二次蒸汽作用下流速增加。水蒸汽及部分浓缩的物料离开管束到蒸发器的底部,大部分液体集中在下部的缓冲区并由此离开,二次蒸汽及少量液体通过连接通道进入分离器,二次蒸汽与液体在此分离,从顶部离开的二次蒸汽做为二效蒸发器热媒。
双效真空蒸发器及辅助设备的设计选择
双效真空蒸发器及辅助设备的设计选择
1. 引言
双效真空蒸发器是一种常用于浓缩溶液和分离溶剂的设备,其工作原理是利用
真空蒸发将溶液中的水分蒸发掉,从而达到浓缩的目的。在双效真空蒸发器的设计过程中,辅助设备的选择至关重要,将直接影响到设备的效率和性能。本文将从设备的结构、材料选择、控制系统等方面讨论双效真空蒸发器及辅助设备的设计选择。
2. 设备结构选择
双效真空蒸发器通常由蒸发器、蒸发室、冷凝器、加热器、真空系统等组成。
合理的设备结构可以提高设备的效率和稳定性。
•蒸发器:蒸发器是双效真空蒸发器的核心部件,其主要作用是将溶液中的水分蒸发掉。蒸发器的设计应考虑到溶液的浓度和粘度等因素,选择合适的蒸发器结构,如外包壳式、内包壳式或多效结构等。
•蒸发室:蒸发室起到容纳溶液和蒸发器的作用,其设计应注重密封性和加热均匀性。常见的蒸发室结构有立式和卧式两种,根据实际情况选择适当的结构。
•冷凝器:冷凝器用于将蒸发出的水分冷凝成液体,以便后续处理。冷凝器的设计应考虑到冷却效果和换热效率,选择合适的冷却方式和材料。
•加热器:加热器负责提供蒸发所需的热量,其设计应考虑到加热速度和温度控制的精确度。常见的加热方式有电加热、蒸汽加热和导热油加热等,根据需要选择适当的方式。
3. 材料选择
材料的选择直接影响到设备的耐腐蚀性和使用寿命。在双效真空蒸发器的设计中,应选择耐腐蚀性好且具有良好的导热性能的材料。
•蒸发器和蒸发室:通常选择不锈钢、镍基合金或钛合金等耐腐蚀材料制作。这些材料具有良好的耐腐蚀性能和导热性能,能够有效抵抗溶液的腐蚀,并提供良好的换热效果。
双效蒸发器设计感想
双效蒸发器设计感想
设计双效蒸发器的过程中,我深刻体会到了其独特的优势和挑战。
高效能和节能:双效蒸发器通过充分利用热量和蒸汽的传导、对流和辐射来提高热效率。这种设计可以在相对较低的温度下实现高效的水分蒸发,从而减少能源消耗。同时,它还可以在蒸汽中回收和再利用一部分热量,进一步降低能源浪费。
减少环境影响:由于双效蒸发器能够最大程度地回收能量,因此其排放的废气和废水较少。这有助于减少对环境的负面影响,并符合可持续发展的要求。
良好的操作控制:双效蒸发器通常配备先进的自动化控制系统,可监测和调整关键参数,如温度、压力和流量等。这使得操作更加方便和精确,同时减少了人为误差和运行故障的风险。
适应性强:双效蒸发器的设计具有一定的灵活性,能够适应不同类型的工业过程和物料。无论是处理化工废水、海水淡化还是浓缩食品等,它都能提供高效可靠的解决方案。
维护成本低:双效蒸发器的结构相对简单,部件耐用且易于维护。这降低了设备的维修成本和停机时间,提高了生产效率。
需求预测与规划的重要性:在设计双效蒸发器时,准确预测蒸发量和操作参数对于设备的有效运行至关重要。合理的需求预测和规划可以确保设备按照设计要求进行操作,并避免资源浪费和不必要的成本。
总而言之,双效蒸发器的设计给我留下了深刻的印象。它不仅具
备高效能、节能和环保的特点,而且操作控制灵活、适应性强,并且维护成本低廉。在今后的工程项目中,我将进一步推崇并运用这一技术,以最大程度地提升生产效率和资源利用效率。
蒸发器的设计计算
蒸发器的设计计算
蒸发器设计计算
已知条件:工质为R22,制冷量为3kW,蒸发温度为7℃。进口空气的干球温度为21℃,湿球温度为15.5℃,相对湿度
为56.34%;出口空气的干球温度为13℃,湿球温度为11.1℃,相对湿度为80%。当地大气压力为Pa。
1.蒸发器结构参数选择
选择φ10mm×0.7mm紫铜管,厚度为0.2mm的铝套片作
为翅片,肋片间距为2.5mm,管排方式采用正三角排列,垂
直于气流方向的管间距为25mm,沿气流方向的管排数为4,
迎面风速为3m/s。
2.计算几何参数
翅片为平直套片,考虑套片后的管外径为10.4mm,沿气
流方向的管间距为21.65mm,沿气流方向套片的长度为
86.6mm。设计结果为每米管长翅片表面积为0.3651m²/m。
每米管长翅片间管子表面积为0.03m²/m。每米管长总外
表面积为0.3951m²/m。每米管长管内面积为0.027m²/m。每米
管长的外表面积为0.m²/m。肋化系数为14.63.
3.计算空气侧的干表面传热系数
1)空气的物性
空气的平均温度为17℃。空气在下17℃时的物性参数为:密度为1.215kg/m³,比热容为1005kJ/(kg·K)。
2)空气侧传热系数
根据空气侧传热系数的计算公式,计算得到空气侧的干表面传热系数为12.5W/(m²·K)。
根据给定的数据,蒸发器的尺寸为
252.5mm×1mm×10.4mm。空气在最窄截面处的流速为5.58m/s,干表面传热系数可以用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算得到,计算结果为68.2W/m2·K。
双效蒸发器详细设计文件
目录
1.设计题目: 双效真空蒸发器及辅助设备的设计选择 (2)
2.任务书 (2)
2.1设计任务及操作条件 (2)
2.2设计项目 (2)
3. 蒸发工艺设计计算 (3)
3.1各效蒸发量及完成液液浓度估算 (3)
3.1.1总蒸发量的计算 (3)
3.1.2加热蒸汽消耗量和各效蒸发量 (3)
3.2多效蒸发溶液沸点和有效温度 tΔ差的确定 (5)
3.3根据有效传热总温差求面积 (8)
3.3.1 则重新分配温差 (8)
3.3.2计算各效料液温度 (8)
3.4温差重新分配后各效蒸汽的参数 (8)
3.5计算结果列表 (10)
4. 蒸发器的主要结构尺寸设计 (11)
4.1加热管的选择和管数的初步估算 (11)
4.2循环管的选择 (11)
4.3加热室直径及加热管数目的确定 (12)
4.4分离室直径与高度的确定 (14)
4.5接管尺寸的确定 (15)
4.5.1 溶液的进出口内径 (15)
4.5.2 加热蒸汽与二次蒸汽出口 (15)
4.5.2 冷凝水出口 (16)
4.6蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图 (16)
5.蒸发装置的辅助设备 (18)
5.1汽液分离器 (18)
5.2蒸汽冷凝器 (18)
6. 工艺计算汇总表 (19)
7. 对本设计进行评述........................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献................................................................................................................ 错误!未定义书签。
双效蒸发原理
双效蒸发原理
双效蒸发是一种高效的蒸发技术,其原理是利用两级蒸发器和
再生器,将热量充分利用,达到节能高效的目的。下面我们来详细
了解一下双效蒸发的原理和应用。
首先,双效蒸发器是由两个蒸发器和一个再生器组成的。在第
一级蒸发器中,高温的热源将被蒸发物质加热,使其蒸发成蒸汽,
然后蒸汽通过热交换器传热给第二级蒸发器中的液体,再次使其蒸发。在第二级蒸发器中,蒸汽冷凝成液体,释放出潜热,然后再次
被热源加热,形成循环。而再生器则用来回收和再利用蒸汽中的热量,使得整个系统更加高效。
双效蒸发的原理可以用来处理各种溶液和废水,特别适用于浓
缩高浓度、高粘度、易结晶和易结垢的物料。双效蒸发器不仅能够
有效地提高蒸发效率,还可以节约能源和资源,降低生产成本,减
少污染物排放,具有广泛的应用前景。
另外,双效蒸发器还可以与其他工艺设备结合,形成多级蒸发
系统,进一步提高蒸发效率,满足不同工艺要求。通过合理的系统
设计和操作控制,可以实现对溶液的高效浓缩,得到高纯度的产品,
并且可以实现废水的零排放,达到资源循环利用的目的。
总的来说,双效蒸发器利用热量的双重循环,充分利用热能,提高蒸发效率,减少能源消耗,对于化工、制药、食品等行业具有重要意义。随着工业技术的不断发展,双效蒸发技术将会得到更广泛的应用,为实现清洁生产和可持续发展做出更大的贡献。
通过以上对双效蒸发原理和应用的介绍,相信大家对这项高效蒸发技术有了更深入的了解。双效蒸发器的发展将为工业生产带来更多的便利和效益,也将为环境保护和资源节约作出更大的贡献。希望各行各业能够积极采用双效蒸发技术,共同推动工业生产的可持续发展。
双效外循环真空蒸发器安全操作规定
双效外循环真空蒸发器安全操作规定
双效外循环真空蒸发器是一种常见的实验室设备,主要用于溶剂的
浓缩、回收及干燥等作业。然而,由于操作不当而导致的安全事故也
不鲜见。因此,为保障实验人员的生命财产安全,特制定如下双效外
循环真空蒸发器安全操作规定,供参考:
一、前期准备
在进行任何操作之前,应首先进行一些准备工作:
1. 检查设备
在使用真空蒸发器之前,需要仔细检查设备是否有损坏或脱落的部件。特别是加热器,应检查其传热部分是否与反应瓶安好,试验过程
中避免出现传热不良的情况,影响试验结果。如果发现设备存在问题,则应及时联系技术人员进行维修或更换。
2. 安装设备
在准备工作中,需要安装好设备,保证实验室环境整洁,区分蒸发
器与其他试验设备,避免与其他设备相互干扰。
3. 检查工具
在操作之前,要检查仪器工具是否齐全,以及设备所需配合的试剂
是否充足。
二、操作规定
在进行试验操作时,应按照以下程序进行,确保操作安全和精确:
1. 连接设备
将双效外循环真空蒸发器与氮气气源、水源和电源进行连接,并确
保连接牢固、无漏气、无水渗漏。
2. 准备反应溶剂
按照实验方案准备反应溶剂,在添加试剂时应注意避免发生爆炸、
渗漏等危险。
3. 将反应溶液加入蒸发瓶
将反应溶液加入蒸发瓶中,加入时应注意不要超过瓶口,以免倒灌。添加后应立即将烧杯清洗干净,并反复冲洗几次,以免残留物导致下
一次加入的试剂相互反应。
4. 连接真空泵
将真空泵与蒸发器对接,确保连接稳定,不漏气。
5. 启动真空泵
启动真空泵之前,如果使用两个高真空泵,应按照该设备的说明书
进行操作,对于一些不了解设备的,在使用前要先进行培训。启动过
二效浓缩蒸发系统设计
摘要
本设计为蒸发水量为1750Kg/h的节能型中药厂中草药浸出液蒸发系统设计。在中草药生产过程中,双效蒸发设备是常用的。在设计中对双效蒸发的工艺流程、蒸发器、分离器、离心泵等设备进行了选择和计算。在设计蒸发过程中考虑到了节能问题,本设计采用二次蒸汽对下一效进行加热,并利用末效蒸汽对物料进行预热,此外还在流程当中加入了预热器等附属设备,以便节能。和大多数工艺设计一样,双效蒸发的合理设计依赖于蒸发的基本原理和一些经验公式。按照蒸发的基本原理,计算出双效降膜蒸发器的基本参数,根据基本参数进行物料恒算、热量恒算、工艺流程计算等。在文中对双效降膜蒸发系统做了比较详细的设计和计算,引用了部分国内外先进的技术。为了使料液能均匀进入每根管并形成连续均匀成膜,把每根换热管的上端设置一个分配头的结构,也可以采用分配板,其分布孔与管子间距相同,呈等距布置方式,使分布孔与管子中心错开,避免料液落在孔中自由落下,达不到成膜的目的。
关键词:中草药浸出液;双效蒸发;冷凝器;工艺设计
Abstract
production process, double-effect evaporation equipment is commonly used. In the design of the double-effect evaporation process, evaporator, separator, centrifugal pumps and other equipment were selected and calculated. Evaporation in the design process took into account the energy problems, this design uses a secondary steam to heat the next effect, and use effectively the end of steam, preheating the material, in addition to processes which also joined the pre-heater and other auxiliary equipment for energy saving . And most of the design process, as the rational design of double-effect evaporation depends on the evaporation of the basic principles and some empirical formula. In accordance with the basic principle of evaporation to calculate the double-effect falling film evaporator of the basic parameters of the basic parameters of materials under constant calculation, the heat constant calculation, process calculation. In the text of the double-effect falling film evaporation system to do a more detailed designs and calculations, cited some of the advanced technology. In order to feed liquid to evenly into each root canal and form a continuous uniform film, the heat exchange tubes of the upper part of each head of a distribution structure, distribution boards can also be used, the distribution of the same hole and tube spacing, were isometric layout to distribution center hole and staggered tubes, to avoid holes in the free feed solution falls down, not up to the purpose of film.
双效蒸发器工作原理(5篇)
双效蒸发器工作原理(5
篇)
以下是网友分享的关于双效蒸发器工作原理的资料5篇,希望对您有所帮助,就爱阅读感谢您的支持。
篇一
目前在食品、化工、制药、制盐、废液处理等工艺中最常用的单效蒸发器,如下图:
单效蒸发示意图
在加热室浓缩液被蒸汽加热,浓缩液在蒸发室进行蒸发,二次蒸汽需经过冷凝器后再由真空泵抽除。
这样,加热室需源源不断地供应蒸汽,而在冷凝器中需大量冷却水将二次蒸汽冷凝,二次蒸汽中的大量潜热值被浪费。
采用单效蒸发器每蒸发1000kg水,约需消耗蒸汽1200kg
左右,冷却水约消耗60m3/h(10℃温差),真空泵功率约7.5kW
为提高蒸汽的利用率,目前国内较多的使用了双效蒸发、三效蒸发或更多效蒸发器,如下图:
双效蒸发示意图
双效蒸发器可将一效蒸发室蒸发出的蒸汽送入二效加热室从而回收利用一效蒸发室的二次蒸汽,但二效蒸发室蒸发出的蒸汽仍需冷凝并由真空泵抽除。采用双效蒸发器每蒸发1000kg水,约需消耗蒸汽700kg左右,冷却水约消耗30m3/h (10℃温差),真空泵功率约5.5kW
三效蒸发器或多效蒸发器可节省更多的能源,但末效的二次蒸汽必须冷凝并由真空泵抽除。三效及多效蒸发器的设备及管路较为复杂,占地面积大,维护较为复杂。
采用三效蒸发器每蒸发1000kg水,约需消耗蒸汽400kg 左右,冷却水约消耗20m3/h(10℃温差),真空泵功率约4kW 能不能将二次蒸汽全部回用以最大限度地节省能源呢?请看下图MVR蒸发器:
MVR蒸发示意图
在单效蒸发的基础上将蒸发室内蒸出的低压低温的二次蒸汽经MVR热泵压缩成为较高压力、较高温度的蒸汽并送回加热室与浓缩液进行换热,被压缩后的较高温度及较高压力的二次蒸汽被浓缩液冷凝变成冷凝水排出,同时浓缩液被压
双效蒸发器原理工作过程
双效蒸发器原理工作过程
双效蒸发器是一种用来分离液体混合物的装置,其原理和工作过程如下:
1. 工作原理:
双效蒸发器利用两个蒸发效应,从而提高热的利用率。其利用了液体的沸点差异来进行分离,通常是通过将混合物加热使其中一种液体蒸发,然后将蒸汽冷凝,得到纯净的蒸馏液体。
2. 工作过程:
双效蒸发器通常由两个蒸发器和一个冷凝器组成。工作过程可以分为以下几个步骤:
a. 进料:混合物由进料系统进入第一个蒸发器,通常为一个
加热管。进料中的液体开始受热并逐渐蒸发。
b. 蒸发:在第一个蒸发器中,液体逐渐转化为蒸汽。蒸汽从
蒸发器中上升,并进入第二个蒸发器。
c. 浓缩:蒸汽在第二个蒸发器中继续加热,使其继续蒸发。
同时,第一个蒸发器中产生的残余液体被持续加热,使其浓缩。
d. 冷凝:转移到第二个蒸发器的蒸汽进入冷凝器。在冷凝器中,蒸汽被冷却回转变为液体。
e. 收集产物:经过冷凝的蒸汽变成液体沉积在冷凝器底部,
而浓缩后的液体则被回流到第一蒸发器。
f. 抽出浓缩物:最终,从第一蒸发器底部或浓缩器底部抽出浓缩物,该浓缩物含有较高浓度的目标组分。
通过这个过程,双效蒸发器可以实现对混合物的分离,提高了热的利用率,节约能源。它在化工、食品、医药等领域广泛应用于蒸馏、浓缩和回收工艺中。
双效真空蒸发器的设计选择
食品工程原理课程设计说明书
设计题目:
姓名:
班级:
学号:
指导教师:
日期:
任务书
设计任务及操作条件
含固形物16%(质量分率,下同)的鲜牛乳,拟经双效真空蒸发装置进行浓缩,要求成品浓度为49%,原料液温度为第一效沸点(60℃),加热蒸汽压力为450(表),冷凝器真空度为94,日处理量为15吨/天,日工作时间为8小时,试设计该蒸发过程。
假定采用中央循环管式蒸发器,双效并流进料,效间流动温差损失设为1K,第一效采用自然循环,传热系数为900( m2·k),第二效采用强制循环,传热系数为1800( m2·k),各效蒸发器中料液液面均为1m,各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出,并假设各效传热面积相等,忽略热损失。
目录
1蒸发工艺设计计算1
1•1蒸浓液浓度计算1
1•2溶液沸点和有效温度差的确定1
1•2•1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失2
1•2•2各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失2
1•2•3由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失3
1•4蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布4
1•5有效温差再分配5
2蒸发器工艺尺寸计算7
2•1加热管的选择和管数的初步估计7
2•1•1加热管的选择和管数的初步估计7
2•1•2循环管的选择7
2•1•3加热室直径及加热管数目的确定8
2•1•4分离室直径与高度的确定9
2•2接管尺寸的确定9
2•2•1溶液进出口10
2•2•2加热蒸气进口与二次蒸汽出口10
2•2•3冷凝水出口10
3蒸发装置的辅助设备10
3•1气液分离器10
3•2蒸汽冷凝器11
3•2•1由计算可知,进入冷凝器的二次蒸汽的体积流量可计算得到冷凝器的直径11
双效蒸发器工作原理
双效蒸发器工作原理
双效蒸发器是一种高效能、低能耗的蒸发器,它的工作原理基于利用沸点差异制冷的原理。它是一种节能技术,可以用来处理各种高盐度的废水、海水、稠浆等。
双效蒸发器在工业和环保等领域应用非常广泛,例如用于海水淡化、化工、制药、印刷和染料等工业领域。下面我们将详细介绍双效蒸发器的工作原理。
一、双效蒸发器的结构
双效蒸发器的结构一般由以下几个部分组成:
1、加热器:将流经蒸发器的废水或海水升高温度至蒸发温度的设备。
2、一级蒸发器:将加热器产生的蒸汽传输至一级蒸发器,将废水或海水进行蒸发,蒸发部分的潜热转化为蒸汽的热能,使其产生蒸汽。
3、二级蒸发器:将一级蒸发器产生的蒸汽传输到二级蒸发器进行进一步的蒸发,同时根据阀门的调节来控制蒸汽的入口和出口,使其在二级蒸发器中形成相对低压,从而实现低温的蒸发过程。
4、冷凝器:将蒸发器中的蒸汽冷却,并转换为液体水。这个过程将释放出蒸汽内所含的热能。
5、循环泵:使液态水从冷凝器回流到加热器,以实现循环。
双效蒸发器的工作原理基于化学物质沸点的差异性,不同物质的沸点差异越大,它们在相同的蒸汽群中的浓度差异就越明显。水和氯化钠二者在蒸汽中的浓度差异是最大的,因此双效蒸发器主要用于处理这两种物质的混合物。
双效蒸发器的工作过程可以概括为下面的几个步骤:
1、废水或海水进入加热器,加热至一定温度。
2、加热后的水蒸气进入一级蒸发器,将部分废水或海水蒸发出来,同时产生大量的水蒸气。
3、一级蒸发器产生的水蒸气再进入二级蒸发器,继续蒸发过程。
双效蒸发器的原理可以看作是把蒸汽分别分配到两个蒸发器中,这样不仅可以将废水或海水高效率地蒸发掉,还能够使得蒸汽在流动过程中逐渐降低温度,同时其能量有大量释放,从而能够发挥出双效蒸发器的高效率性。这种蒸发器可通过精细调控来控制整个过程,并且能够在减少废水排放量的同时提高废水的处理效率。
真空双效蒸发器及辅助设备的设计计算
XXXXX大学
课程设计计算说明书
课程设计题目:真空双效蒸发器及辅助设备的设计计算设计者:
成绩:
指导教师:
院、系、专业:
年月日
参考资料
冯骉.食品工程原理.北京:中国轻工业出版社,2006
高福成.食品工程原理.北京:中国轻工业出版社,2001
蔡增基,龙天渝.流体力学泵与风机.北京:中国建筑工业出版社,2004
张和平,张列兵.现代乳品工业手册.北京:中国轻工业出版社,2005
王静康.化工过程设计.北京:化工工业出版社,2006
娄爱娟,吴志泉,吴叙美.化工设计.上海:华东理工大学出版社,2002
武建新.乳品技术装备.北京:中国轻工业出版社,2000
张和平,张佳程.乳品工艺学.北京:中国轻工业出版社,2007
中国食品发酵工业研究院.中国海诚工程科技股份有限公司.江南大学.2004
蒸发设备的流程图:
料泵→预热器→一效蒸发器→分离器→二效蒸发器→分离器→水力喷射泵→井水泵
初步确定设备
1、设备采用顺流标准双效蒸发加热器式的浓缩设备。因为用法则后一效
蒸发器的压强较前一效的低,帮溶液在各效间的流动不需要用泵来输送,并且由于前一效溶液比后一效沸点高,当溶液由前一效进入后一效蒸发器时,即呈过热状态自行蒸发,可以产生更多的二次蒸汽,使在次一效能蒸发出更多的溶液。外加热器的循环速度大,可以用泵强制循环,检修,清洗也方便。
2、I效浓缩设备采用强制循环形式,可以用来提高传热系数,II效浓缩设
备采用自然循环形式。
3、离心泵的性能参数即为表征离心泵特性的参数,主要有泵的流量,压
头,轴功率和效率。由于离心泵在实际运转中存在着各种形式的能量损失,因此泵由电机获得的轴功并不能全部有效的转化为流体的机械能。
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食品工程原理课程设计说明书
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任务书
设计任务及操作条件
含固形物16%(质量分率,下同)的鲜牛乳,拟经双效真空蒸发装置进行浓缩,要求成品浓度为49%,原料液温度为第一效沸点(60℃),加热蒸汽压力为450kPa(表),冷凝器真空度为94kPa,日处理量为15吨/天,日工作时间为8小时,试设计该蒸发过程。假定采用中央循环管式蒸发器,双效并流进料,效间流动温差损失设为1K,第一效采用自然循环,传热系数为900w/( m2·k),第二效采用强制循环,传热系数为1800w/( m2·k),各效蒸发器中料液液面均为1m,各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出,并假设各效传热面积相等,忽略热损失。
目录
1蒸发工艺设计计算--------------------------------------------------------1 1•1蒸浓液浓度计算--------------------------------------------------------1 1•2溶液沸点和有效温度差的确定--------------------------------------------1 1•2•1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失--------------------------2 1•2•2各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失------------------------------2 1•2•3由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失------------------------3 1•4蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布----------------------------4 1•5有效温差再分配--------------------------------------------------------5 2蒸发器工艺尺寸计算------------------------------------------------------7 2•1加热管的选择和管数的初步估计------------------------------------------7 2•1•1加热管的选择和管数的初步估计----------------------------------------7 2•1•2循环管的选择--------------------------------------------------------7 2•1•3加热室直径及加热管数目的确定----------------------------------------8 2•1•4分离室直径与高度的确定----------------------------------------------9 2•2接管尺寸的确定--------------------------------------------------------9 2•2•1溶液进出口---------------------------------------------------------10 2•2•2加热蒸气进口与二次蒸汽出口-----------------------------------------10 2•2•3冷凝水出口---------------------------------------------------------10 3蒸发装置的辅助设备-----------------------------------------------------10 3•1气液分离器-----------------------------------------------------------10 3•2蒸汽冷凝器-----------------------------------------------------------11 3•2•1由计算可知,进入冷凝器的二次蒸汽的体积流量可计算得到冷凝器的直径D--11 4工艺计算汇总表--------------------------------------------------------11 5工艺流程图、蒸发器设备简图及加热器的管子排列图-------------------------12 5•1工艺流程图-----------------------------------------------------------12 5•2中央循环管切面图-----------------------------------------------------12 6课程设计心得-----------------------------------------------------------13 致谢---------------------------------------------------------------------13 参考文献-----------------------------------------------------------------14
1蒸发工艺设计计算 1·1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=8
102.54⨯=3125kg/h
总蒸发量:W=F ⨯(1-2
0X X )=3125⨯(1-42.014
.0)=2083.3kg/h 并流加料蒸发中无额外蒸汽引出,可设1W :W 2 =1:1.1
而W=W 1+W 2 =2083.3kg/h
由以上三式可得:W 1=992kg/h 。W 2=1091.3kg/h 。
设各效间的压强降相等,则总压强差为:X 1=0
1F X F W ⨯-=0.21。 X 2= 012F X F W W ⨯--=0.42
1·2溶液沸点和有效温度差的确定
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∑∑∆--=∆)(/
1K T T t
式中 t ∆∑-----有效总温度差,为各效有效温度差之和,℃。