---三效蒸发器设计解读

目录

第一章前言 (2)

§1.1 概述 (2)

§1.1.1蒸发及蒸发流程 (2)

§1.1.2 蒸发操作的分类 (2)

§1.1.3 蒸发操作的特点 (2)

§1.1.4蒸发设备—蒸发器 (3)

§1.1.5蒸发设备的要求 (3)

§1.1.6 蒸发设备的选型 (4)

第二章蒸发器装置设计任务 (4)

§2.1设计题目 (4)

§2.2设计任务及操作条件 (4)

§2.3设备型号 (5)

第三章蒸发工艺设计计算 (5)

§3.1各效蒸发量和完成液浓度的计算 (5)

§3.2各效溶液沸点和有效温度差的确定 (6)

§3.2.1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失∆' (7)

§3.2.2各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失 (7)

§3.2.3由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失 (8)

§3.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算 (8)

§3.4蒸发器的传热面积 (10)

§3.5有效温差的再分配 (10)

§3.5.1重新分配各效的有效温度差 (10)

§35.2重复上述计算步骤 (11)

§3.6计算结果列表 (13)

第四章蒸发器工艺尺寸计算 (13)

§4.1加热管的选择和管数的初步估计 (13)

§4.1.1 加热管的选择和管数的初步估计 (13)

§4.1.2 循环管的选择 (14)

§3.1.3 加热室直径及加热管数目的确定 (14)

§4.1.4 分离室直径与高度的确定 (14)

§4.2 接管尺寸的确定 (15)

§4.2.1 溶液进出 (15)

§4.2.2 加热蒸气进口与二次蒸汽出口 (16)

§4.2.3 冷凝水出口 (16)

第五章蒸发装置的辅助设备 (16)

§5.1气液分离器 (16)

§5.2蒸汽冷凝器 (16)

§5.2.1 冷却水量 (17)

§5.2.2 计算冷凝器的直径 (17)

§5.2.3 淋水板的设计 (17)

§5.3泵的选型 (17)

§5.3.1离心泵的选择 (17)

§5.3.2预热器的选择 (18)

第六章主要设备强度计算及校核 (18)

第七章参考文献 (19)

第八章课程设计心得 (20)

符号说明

希腊字母：

c——比热容，KJ/(Kg.h) α――对流传热系数，Ｗ/m2.℃

d——管径，m Δ――温度差损失，℃

D——直径，m η――误差，

D——加热蒸汽消耗量，Kg/h η――热损失系数，

f——校正系数，η――阻力系数，

F——进料量，Kg/h λ――导热系数，Ｗ/m2.℃

g——重力加速度，9.81m/s2 μ――粘度，Pa.s

h——高度，m ρ――密度，Kg/m3

H——高度，m ∑――加和

k——杜林线斜率φ――系数

K——总传热系数，W/m2.℃

L——液面高度，m 下标：1,2,3――效数的序号，0――进料的

L——加热管长度，m n——第n效

L——淋水板间距，m i――内侧

n——效数m――平均

p——压强，Pa o――外侧

q——热通量，W/m2 p――压强

Q——传热速率，W s――污垢的

r——汽化潜热，KJ/Kg w――水的

R——热阻，m2.℃/W w――壁面的

S——传热面积，m2 W——蒸发量，Kg/h

t——管心距，m W——质量流量，Kg/h

T——蒸汽温度，℃上标：′：二次蒸汽的

u——流速，m/s 上标：′：因溶液蒸汽压而引起的

U——蒸发强度，Kg/m2.h 上标：〞：因液柱静压强而引起的

V——体积流量，m3/h 上标：'〞：因流体阻力损失而引起的

x——溶剂的百分质量,％

第一章前言

§1.1 概述

§1.1.1 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。

蒸发的目的是为了使溶液中的溶剂汽化，故溶剂应具有挥发性而溶液中的溶质则是不挥发的。

蒸发操作广泛用于浓缩各种不挥发性质的水溶液，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，用于获取固体产品。

3、脱除杂质获得纯净的溶剂或半成品。

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为一次蒸汽，从溶液蒸发出来的蒸汽叫做二次蒸汽。

§1.1.2蒸发操作的分类

按操作方式可分为连续式或间歇式，工业上大多数蒸发过程为连续稳定操作过程。

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汽，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、加压和减压蒸发。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汽加以利用。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。

§1.1.3 蒸发操作的特点

从上述对蒸发过程的简单介绍可看出：常见的蒸发，实质上是在间壁两侧分别有蒸汽冷凝和液体沸腾的传热过程。所以，蒸发器也就是一种换热器。然而，与一般的传热过程相比，蒸发需要注意以下特点。

(1)沸点升高蒸发的物料是溶有不挥发性的溶质的溶液，又乌拉尔定律可知；在相同

温度下，其蒸汽压较纯溶剂为低，因此，在相同压力下，溶液的沸点就高于纯溶剂的沸点。当加热蒸汽温度一定时，蒸发溶液时的传热温度差就比蒸发纯溶剂时为小，而溶液的浓度越大，这种影响也越显著。