蒸发器的工艺计算+最终版1

化工原理课程设计说明书

设计题目：NaOH水溶液三效并流蒸发装置的设计

设计者：班级：化工14

组员：谢勋唐洪霆张建雄

日期：2016-7-7

目录

符号说明 (1)

一、蒸发装置设计任务书 (3)

1.1设计题目 (3)

1.2设计任务及操作条件 (3)

1.3设计内容 (4)

二、前言 (4)

2.1概述 (4)

2.1.1蒸发及蒸发流程 (4)

2.1.2蒸发操作的分类 (5)

2.1.3蒸发操作的特点 (5)

2.1.4 蒸发设备 (6)

三、设计任务 (8)

3.1估计各效蒸发量和完成液浓度 (8)

3.2估计各效溶液的沸点和总有效传热温差 (8)

3.2.1各效由于溶液沸点而引起的温度差损失' (9)

3.2.2由于液柱静压力而引起的沸点升高（温度损失） (10)

3.2.3由流体阻力引起的温差 (11)

3.2.5各效料液的温度和有效总温差 (11)

3.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (12)

3.4估算蒸发器的传热面积 (13)

3.5重新分配各效的有效温差 (14)

3.6重复上述计算步骤 (15)

3.6.1计算各效料液浓度 (15)

3.6.2计算各效溶液沸点 (15)

3.6.3各效的焓恒算 (16)

3.6.4计算蒸发器的传热面积 (18)

3.7计算结果列表 (18)

四、蒸发器主要工艺尺寸的设计计算 (19)

4.1加热管的选择和管数的初步估计 (19)

4.2循环管的选择 (20)

4.3加热室直径和加热管数目的确定 (21)

4.4分离室直径与高度的确定 (22)

4.5接管尺寸的确定 (23)

4.5.1热蒸汽进口，二次蒸气出口，其中Vs 为流体的体积流量 (23)

4.5.2溶液进出口 (24)

4.5.3冷凝水出口 (24)

五、蒸发装置的辅助设备 (24)

5.1气液分离器 (24)

5.2.1冷却水量 (25)

5.2.2冷凝器直径D (26)

5.2.3淋水板的设计 (26)

L V

符号说明

)

./(////)

./(p 22

C m W K kg

J h m

h s m g f h

kg F h

kg D m

D m

d C kg kJ C m

b i ︒---------︒--总传热系数，二次蒸汽的焓，高度，重力加速度，校正系数

原料液流量，加热蒸汽消耗量，直径，加热管的内径，比热容，管壁厚度，英文字母

误差

温度损失，对流川热系数，希腊字母质量，单位体积冷却水的蒸汽溶质的质量分率

质量流量，蒸发量，分离室的体积，流体得体积流量，蒸发体积强度，-︒-∆︒--------εαC

C m W m

kg X x h

kg Ws h

kg W m V s

m V s m m U S )

./(////)

./(233

333

a

//).(//)

../(2

22

c P p s

m u C

T m

t C

t m S W

C m R kg

kJ r R W

Q m W q P Pa

p n n s m kg M m

L A e r 压力，流速，温度，管心距，溶液的温度（沸点），传热面积，污垢热阻，气话潜热，雷诺系数

总传热速率，热通量，普朗特准数

绝对压力，蒸发系统总效数，

管数，

溶液质量，子周边上的

单位时间内通过单位管长度，--︒--︒--︒-----------

水流收缩系数管材质的校正系数

密度，粘度，导热系数，热利用系数

---⋅-︒--ϕφρμλη3/)

./(m kg s

Pa C m W

一、蒸发装置设计任务书

1.1 设计题目

NaOH水溶液蒸发装置的设计

1.2 设计任务及操作条件

（1）设计任务

处理量（）： 37083.3 （kg/h）

原料液浓度（）： 12% 质量分率

产品浓度（）： 40% 质量分率（2）操作条件

加料方式：三效并流加料

原料液温度：第一效沸点温度

各效蒸发器中溶液的平均密度：ρ

1=1014kg/m3，ρ

2

=1060kg/m3，ρ

3

=1239kg/m3

加热蒸汽压强： 500kPa（绝压），冷凝器压强为 15kPa（绝压）

各效蒸发器的总传热系数：K

1=1500W/（m2·K），K

2

=1000W/（m2·K），K3=600W/

（m2·K）

各效蒸发器中液面的高度： 1.5m

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。

（3）设备型式中央循环管式蒸发器

（4）厂址天津地区

（5）工作日：每年300天，每天24小时连续运行。