三效蒸发器的设计

化工原理课程设计–––––三效蒸发器的设计

南通大学化学化工学院

轻化工程073

目录

符号说明 (2)

第一节概述 (3)

一、蒸发及蒸发流程 (3)

二、蒸发操作的分类 (3)

三、蒸发操作的特点 (3)

四、蒸发设备 (3)

五、蒸发器选型 (4)

第二节蒸发装置设计任务 (4)

一、设计题目 (4)

二、设计任务及操作条件 (4)

第三节三效蒸发器得工艺计算 (5)

一、估计各效蒸发量和完成液浓度 (5)

二、估计各效溶液的沸点和有效总温差 (6)

（一）各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失∆/ (7)

（二）各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失''

∆ (7)

（三）流体阻力产生压降所引起的温度差损失'''

∆ (8)

（四）各效料夜的温度和有效总温差 (8)

三、加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算 (8)

四、蒸发器的传热面积的估算 (9)

五、有效温差的再分

配 (10)

六、重复上述计算步骤 (10)

（一）计算各效溶液浓

度 (10)

（二）计算各效溶液沸点 ····································

(10)

（三）各效焓衡算 ·······································

(11)

（四）蒸发器传热面积的计算 ···································

····12 七、计算结

果·························································12 第四节 蒸发器的主要结构尺寸计算

一、加热管的选择和管数的初步估

计 (12)

二、循环管的选

择 (13)

三、加热室直径及加热管数目的确

定 (13)

四、分离室直径与高度的确

定 (13)

五、接管尺寸的确

定 (14)

(一)溶液的进出口 ····································

(14)

（二）加热蒸气进口与二次蒸汽出口 (14)

（三）冷凝水出口 ··································

(14)

第五节 蒸发装置的辅助设备 (14)

一、气液分离

器 (14)

二、蒸汽冷凝

器 (15)

（一）冷却水量

l V ·

··································

············15 （二） 冷凝器的直径 ···································

(16)

（三）淋水板的设计 ···························

16

第六节 主要设备强度计算及校核 (17)

一、蒸发分离室厚度设计························17 二、加热室厚度校

核 (18)

符号说明

)

./(////)./(22C 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 ︒---------︒--总传热系数，二次蒸汽的焓，高度，重力加速度，校正系数，无因次原料液流量，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，无因次

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次溶质的质量分率，无因质量流量，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 W h kg W m V s m V s m m U S )

./(////)./(23

3333

饱和的

秒污垢的压力流速，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，无因次总传热速率，热通量，普兰特准数，无因次绝对压力，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，-----︒--︒--︒-----------S s s 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 e r //).(//)../(2

22

壁面的

水的体积的蒸汽的外侧的最小的最大的平均的液体的冷凝器的内侧的沸腾的平均的下标水流收缩系数，无因次

因次管材质的校正系数，无密度，表面张力，粘度，导热系数，热利用系数，无因次

----=-------------︒--w w u v o m L K i B av m kg m

N s

Pa C m W min max //.)./(3

ϕφρσμλη

第一节 概述

一、 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二次蒸汽。

二、 蒸发操作的分类