升膜蒸发器工艺设计
升膜蒸发器工艺设计
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出口摩擦系数 fout 出口重量汽化率 e出口 压力降比值
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许用温差 △t ℃
许用压力降△P Pa
允许气速
m/s
重量流速 Gr kg/m2h
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雷诺数
Re
管内给热系数
kcal/m2h℃ hi 管内污垢热阻
m2h℃/kcal ri 换热管长
m
l
普兰特准数 PR 液相雷诺数 ReL 气相雷诺数 Rev 管内给热系数 kcal/m2h℃ hi 管内污垢热阻 m2h℃/kcal ri
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ρv
气相出口密度
m/s
ρve
重力加速度 g m/h2
换热管参数
换热管材料 导热系数 kcal/mh℃ 管子根数 n 根 管子长度 L mm
1.27E+08
介质名称
进口质量含量 %
出口质量含量 % 进口压力 pti MPa 出口压力 pto MPa 进口温度 tti ℃ 出口温度 tto ℃ 中间温度 tsm ℃ 进口流量 WtL kg/h 出口流量 Wto kg/h 平均温差潜热段△t2 ℃ 热量流量潜热段 Q kcal/h
ρL
液相出口密度
m/s
ρLe
重力换算系数gc kgm/kgh2
1.27E+08
管子内径 Dt mm 管子壁厚
工艺计算
显热段
管外给热系数
升膜蒸发器实验报告
升膜蒸发器实验报告
升膜蒸发器是一种高效闪蒸蒸发器,液料从蒸发器底部进入加热管,受热沸腾后迅速进行汽化,在管中央出现蒸汽柱,蒸发柱带动液料上升,沿着管壁管壁形成膜状,加快了物料的蒸发。
原液经过预热后接近沸点,由加热管底部进入升膜式蒸发器内,为了提升蒸发效率,提高二次蒸汽上升速度,物料沿着换热管内壁成膜状流动蒸发着。
当原液上升到达蒸发器加热室顶部时原液已经达到所需蒸发浓度,此时将达到要求的原液由分离室底部排出即可,期间产生的二次蒸发器经过分离板去除掉气泡、水珠、杂物后可继续作为热源回用。
升膜蒸发器的结构包括预热器、蒸发室、分离器、压缩机、控制系统。
蒸发系统中的加热室和加热室上部的气液分离器,加热室一侧有进料口和冷凝水出口。
中部设有蒸汽进口,顶端一侧有出气口,蒸发器内部中设有加热管,和通过管道连接物料预热器。
升膜式蒸发器的结垢造就了它比较适合处理蒸发量较小,热敏性但是粘度又不大易气泡的物料。
物料加热沸腾后进入设备在加热室加热沸腾产生二次蒸汽,二次蒸汽带动液料成膜装上升流动,完成蒸发。
蒸发器的工艺流程
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设计任务书(蒸发器的,仅供参考)
设计任务书1、设计题目:年处理量为9000吨苹果汁蒸发器装置的设计;试设计一套三效并流加料的蒸发器装置,要求将固形物含量15%的桃浆溶液浓缩到70%,原料液沸点进料。
第一效蒸发器的饱和蒸汽温度为100℃,冷凝器的绝对压强为20kPa。
2、操作条件:(1)苹果汁固形物含量:入口含量15%,出口含量70%;(2)加热介质:温度为100℃的饱和蒸汽,各效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)每年按300天计,每天20小时连续生产。
3、设计任务:(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)绘制蒸发装置的流程图,并编写设计说明书。
目录设计任务书 (1)第1章绪论 (3)1.1蒸发技术概况 (3)1.1.1蒸发 (3)1.1.2发生条件 (3)1.1.3蒸发的两个基本过程 (3)1.1.4影响因素 (3)1.1.5影响蒸发的主要因素 (4)1.2蒸发设备 (4)1.2.1蒸发器 (4)1.2.2蒸发器分类 (4)1.2.3蒸发器的特点 (5)1.3蒸发操作的分类 (8)1.4蒸发在工业生产中的应用 (8)第2章设计方案 (9)2.1蒸发器的选择 (9)2.2蒸发流程的选择 (9)2.3操作条件 (10)第3章蒸发器的工艺计算 (11)3.1估计各效蒸发量和完成液浓度 (11)3.2估计各效溶液的沸点和有效总温度 (11)3.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发器水量的初步计算 (13)3.4蒸发器传热面积的估算 (14)3.5有效温差的分配 (15)3.6校正 (15)3.7设计结果一览表 (17)3.8符号说明 (18)第四章蒸发器主要结构工艺尺寸的设计 (20)4.1 加热管的选择和管束的初步估计 (20)4.2加热室直径及加热管数目的确定 (20)4.3分离室直径与高度的计算 (20)4.4接管尺寸的确定 (21)4.4.1溶液进出口管 (21)4.4.2加热蒸汽与二次蒸汽接管 (22)4.4.3 冷凝水出口管 (22)4.5蒸发设备的数据 (22)参考文献 (23)结束语 (24)第一章绪论1.1蒸发技术概况1.1.1蒸发蒸发是使含有不挥发性溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽,从而使溶液中溶质的浓度提高的单元操作。
药品生产技术《升膜式蒸发器》
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升膜式蒸发器是指在蒸发器中形成的液膜与蒸发的二次 蒸汽气流方向相同,由下而上并流上升,其结构由蒸发 加热管、二次蒸汽液沫导管、分离器和循环管四部分组 成。
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图7-1 升膜式蒸热效率高,物料受热时间短的特点。为了能在加热 管内有效地成膜,上升的蒸汽应具有一定的速度。
例如:常压下操作时适宜的出口汽速一般为20~50m/s,减压下操作时汽速则应 更高。因此,如果料液中蒸汽的水量不多,就难以达到上述要求的汽速,即升膜 式蒸发器不适用于较浓溶液的蒸发;对黏度很大,易结晶或易结垢的物料也不适 用。
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如图7-1所示,料液经预热器加热至接近沸点的温度后加入器底,由 于器内处于真空状态下,料液又经过预热,因此器底的料液很容易受 热汽化,蒸汽在管内以很高的速度上升,并夹带着部分未汽化的料液 以液膜的形式沿着管内壁上升,液膜上升是靠高速蒸汽对流层的拖带 而形成,又称为“爬膜”现象。料液边上升边被浓缩,被蒸汽带出的 浓缩液在器顶的汽-液分离器中进行分离,二次蒸汽在分离器顶部被 引出进入预热器的夹层中供预热蒸汽之用,多余的废气则在冷凝器中 冷凝自出口排出,浓缩液在分离器底部被引入接受器收集。
模块七:蒸发和结晶设备
项目一、蒸发设备
子项目2 升膜式蒸发器
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目录
升膜式蒸发器概述 升膜式蒸发器原理 升膜式蒸发器特点
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若溶液仅通过加热管一次,不做循环,称为单流式。单流式长管薄膜蒸发器具有一细长的竖立管束, 管束中的长管直径一般为20~50mm,高度一般为2~12m,管长和管径之比约为100~150。作为加热 用的蒸汽在壳程内流动,料液则在管程内流动。
薄膜蒸发器的优化设计方案
薄膜蒸发器的优化设计方案薄膜蒸发器作为一种新型高效的蒸发设备,其广泛应用为工业生产带来了巨大的经济效益,在真空薄膜蒸发器的设计中,传热部分的计算关系到整个蒸发器产出高质量产品的重要依据,杭州安研经过多年不断研发优化薄膜蒸发器设计,总结出以下优化设计方案。
一、蒸发概述蒸发是重要的化工单元操作之一,蒸发操作是用加热的方法,在沸腾状态下,使溶液中的水分或其他具有挥发性的溶剂、部分汽化移除,其溶液中溶质数量不变,从而使溶液被浓缩。
因此,蒸发过程是一个热量传递过程。
工业生产中蒸发操作的主要有三个:1、为了提高水溶液中溶质的浓度。
2、为了浓缩溶液和回收溶剂。
3、通过蒸发制备纯净的溶剂。
蒸发操作可在加压、常压、真空下进行,为了保持产品生产过程的系统压力,则蒸发需在加压状态下操作。
对于热敏性物料为了保证产品质量,在较低温度下蒸发浓缩,则需采用真空操作以降低溶液的沸点。
因此,一般无特殊要求的溶液,则采用常压蒸发为宜。
二、薄膜蒸发器概述薄膜蒸发器又称机械搅拌式薄膜蒸发器,它具有普通蒸发器的优点,广泛应用于化工、轻工、制药、环保、食品等行业,为工业生产带来了巨大的经济效益。
三、薄膜蒸发器优化设计薄膜蒸发器产品的设计现状是:工作效率低,劳动强度大,影响了产品设计和开发周期。
薄膜蒸发器设计辅助软件,能极大的减少设计计算量,提高设计效率,具有较高的工程应用价值。
设计主要是对真空薄膜蒸发器的传热部分进行优化设计,针对物料在薄膜蒸发器的传热过程,参数对薄膜蒸发器传热效率的影响等方面,对薄膜蒸发器优化设计,提高产品质量。
进料温度对薄膜蒸发器的传热部分有很大影响,薄膜蒸发器与其他蒸发器一样,传递热量主要是用以汽化潜热,在沸点或者接近沸点进料,能比较合理的利用传热面积。
1、进料温度低。
如果在低于操作条件下的沸点进料时,则相当的蒸发面积仅用于预热,而减少了作为蒸发的传热面积,因为预热时的给热系数大大低于蒸发时的给热系数。
2、进料温度高,可以降低料液的粘度,有助于料液在加热面上呈膜状分布。
升膜蒸发器设计计算说明书
《食品工程原理》课程设计目录一 《食品工程原理》课程设计任务书 .............................................. 错误!未定义书签。
(1).设计课题 ....................................................................................................................... 2 (2).设计条件 ....................................................................................................................... 2 (3).设计要求.......................................................................................................................... 2 (4).设计意义........................................................................................... 错误!未定义书签。
(5).主要参考资料 ................................................................................... 错误!未定义书签。
二 设计方案的确定 ............................................................................................................. 3 三 设计计算 ......................................................................................................................... 4 .总蒸发水量 ........................................................................................... 错误!未定义书签。
蒸发装置的工艺设计
⑥ 强制循环式蒸发器 如图4-6所示。与其他自然循环蒸发 器不同,强制循环蒸发器是在外热式蒸发器的循环管上设置 循环泵,使溶液沿一定方向以较高速度循环流动,增大了传热 系数,循环速度可达1.5~3.5m/s。
(2)单程型蒸发器
单程型蒸发器的基本特点是:溶液以膜状形式通过加热管,经 过一次蒸发即达到所需要的浓度。因此,溶液在蒸发器内的
4.1.1 蒸发装置的结构特点
(1)循环型蒸发器
循环型蒸发器的基本特点是:溶液在蒸发器内作连续的循环 运动,溶液每经过加热管一次,即蒸发出一部分水分,经多次循 环后被浓缩到指定要求。图4-1~图4-6是几种常用循环型蒸 发器的结构形式。
① 水平列管式蒸发器 如图4-1所示。其加热管为ϕ20~40 mm的无缝钢管或铜管,管内通加热蒸汽,管束浸没于溶液中。
化,进入分离室后,完成液与二次蒸汽分离,由分离室底部排 出。常压下加热管出口处的二次蒸汽速度不应小于10m/s,一 般为20~50m/s,减压操作时,有时可达100~160m/s或更高。
升膜式蒸发器适用于蒸发量较大(即稀溶液)、热敏性及易起 泡沫的溶液,但不适于高黏度、有晶体析出或易结垢的溶 液。
② 降膜式蒸发器 如图4-8所示。它与升膜式蒸发器的区别
在于原料液由加热管的顶部加入。溶液在自身重力作用下 沿管内壁呈膜状向下流动,并被蒸发浓缩,汽液混合物由加热 管底部进入分离室,经汽液分离后,完成液由分离器的底部排 出。为使溶液能在壁上均匀成膜,在每根加热管的顶部均需 设置液体布膜器。
图4-7 升膜式蒸发器
停留时间短,适用于热敏性物料的蒸发。又因溶液不循环,所 以对设计和操作的要求较高。图4-7~图4-10是几种常用单程 型蒸发器的结构形式。
① 升膜式蒸发器 如图4-7所示,升膜式蒸发器的加热室由垂 直长管组成,管长3~15m,直径25~50mm。管长和管径比为100 ~150。原料液经预热后由蒸发器底部进入,在加热管内溶液 受热沸腾汽化,所生成的二次蒸汽在管内以高速上升,带动液 体沿管内壁呈膜状向上流动。溶液在上流的过程中不断汽
蒸发器的结构及设计
. . . .蒸发器的构造2循环型(非膜式)蒸发器2膜式(单程型)蒸发器3蒸发器的设计5蒸发器的选择5蒸发工艺的设计计算5蒸发器的主要构造工艺尺寸的设计6蒸发装置的辅助设备的设计8 蒸发器的构造和设计[XX][学号][班级]蒸发器主要由加热室及别离室组成。
按加热室的构造和操作时溶液的流动情况,可将工业中常用间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。
一、循环型(非膜式)蒸发器这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动,以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。
由于引起循环运动的原因不同,可分为自然循环和强制循环两种类型。
前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同,产生了密度差而引起的循环运动;后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。
(一)中央循环管式(或标准式)蒸发器。
〔2〕悬筐式蒸发器二、膜式(单程型)蒸发器上述各种蒸发器的主要缺点是加热室内滞料量大,致使物料在高温下停留时间长,特别不适于处理热敏性物料。
在膜式蒸发器内,溶液只通过加热室一次即可浓缩到需要的浓度,停留时间仅为数秒或十余秒钟。
操作过程中溶液沿加热管壁呈传热一) 升膜蒸发器〔一) 升膜蒸发器升膜蒸发器的构造如下图,加热室由单根或多根垂直管组成,加热管长径之比为100~150,管径在25~50mm之间。
原料液经预热到达沸点或接近沸点后,由加热室底部引入管内,为高速上升的二次蒸汽带动,沿壁面边呈膜状流动、边进展蒸发,在加热室顶部可到达所需的浓度,完成液由别离器底部排出。
二次蒸汽在加热管内的速度不应小于l0m/s,一般为20~50m/s,减压下可高达100~160m/s或更高。
(二) 降膜蒸发器假设蒸发浓度或粘度较大的溶液,可采用降膜蒸发器,它的加热室与升膜蒸发器类似。
原料液由加热室顶部参加,经管端的液体分布器均匀地流人加热管内,在溶液本身的重力作用下,溶液沿管内壁呈膜状下流,并进展蒸发。
为了使溶液能在壁上均匀布膜,且防止二次蒸汽由加热管顶端直接窜出,加热管顶部必须设置加工良好的液体分布器。
MVR蒸发器工艺设计介绍
江苏赛格尔环保工程有限公司专业从事MVR蒸发器、罗茨、离心蒸气压缩机等核心成套设备的研发、设计、制造。
集聚了在节能环保蒸发器领域的专家和科技人才,组成了MVR高效节能蒸发器及蒸汽压缩机的设计和制造精英团队,致力于成为一流的蒸发浓缩结晶的工艺设计者,设备制造者,运行管理服务提供者,节能技术领跑者。
公司致力于高浓度高盐废水处理及资源化利用,立志成为该领域的先锋。
公司开发的MVR蒸发器具有应用领域宽广、高效节能、全自动无人值守和组态实时监控等特点,可广泛应用在环保、制糖、制药、化工、食品、等节能减排和环境保护领域,为企业和城市环境提供了真正实现“零排放”的全套技术解决方案。
※公司愿景永恒节能,永恒环保。
※公司理念责任:对社会负责、对企业负责、对客户负责、对员工负责。
创新:持续不断地进行技术创新、经营创新、管理创新。
精神:认真负责、追求卓越。
※公司目标打造卓越品质,成就行业品牌。
三、MVR工艺介绍1、MVR原理MVR是蒸汽机械再压缩技术,(mechanical vapor recompression )的简称。
MVR 蒸发器是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量,从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。
MVR其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩,温度、压力提高,热焓增加,然后进入换热器冷凝,以充分利用蒸汽的潜热。
除开车启动外,整个蒸发过程中无需生蒸汽从蒸发器出来的二次蒸汽,经压缩机压缩,压力、温度升高,热焓增加,然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用,使料液维持沸腾状态,而加热蒸汽本身则冷凝成水。
这样原来要废弃的蒸汽就得到充分的利用,回收潜热,提高热效率,生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。
为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便,可使用离心式压缩机、罗茨式压缩机。
这些机器在1:1.2到1:2压缩比范围内其体积流量较高。
蒸发设备紧凑占地面积小所需空间也小。
又可省去冷却系统。
对于需要扩建蒸发设备而供汽,,场地不够的现有工厂供水能力不足,特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合,可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。
食品工程原理课程设计(升膜蒸发器)要点
食品工程原理课程设计说明书升膜蒸发器的设计姓名:唐学号:2011班级:目录一《食品工程原理》课程设计任务书 (2)(1).设计课题:桃汁浓缩工艺装置的设计计算 .............................. 2(2).设计条件:........................................................ 2(3).设计要求:......................................................... 3(4).设计意义........................................................... 3(5).主要参考资料....................................................... 3二设计方案的确定......................................................... 4三设计计算.............................................................. 43.1.总蒸发水量......................................................... 43.2.加热面积初算....................................................... 4(1)估算各效浓度: ..................................................... 4(2)沸点的初算........................................................ 5(3)温度差的计算...................................................... 5(4)计算两效蒸发水量1V ,2V 及加热蒸汽的消耗量1S .......................7(5)总传热系数K 的计算................................................ 8(6)分配有效温度差,计算传热面积.......................................10 3.3.重算两效传热面积.................................................. 10 (1).第一次重算...................................................... 10 3.4 计算结果.......................................................... 12 3.5蒸发器主要工艺尺寸的计算...........................................12 (1)加热室........................................................... 12 (2)分离室............................................................. 12 四.简图(见附图)........................................................13一《食品工程原理》课程设计任务书(1).设计课题:桃汁浓缩工艺装置的设计计算(2).设计条件:题目1:桃汁低温浓缩工艺装置的设计设计任务及操作条件生产能力:4200kg/h原料固形物含量:10%浓缩要求:使固形物质量分数浓缩至36%料液加入温度:25℃原料最高许可温度:58℃浓缩液经冷凝后出口温度:25℃加热介质:100℃的饱和蒸汽。
试验十三单管升膜蒸发器的操作
实验十二 单管升膜蒸发器的操作一、实验目的1、了解单管升膜蒸发器的操作、结构和特点。
2、了解并观察单管升膜蒸发器中出现的,四种两相流流型。
3、学会单管升膜蒸发器的对流传热系数的测定和确定蒸汽干度。
二、实验内容1、在一定热负荷下,通过调节冷水流量等来直接观察气液两相流的四种流型和形成升膜后的流动特点。
2、通过测量壁温和主流温度,确定搅拌流型和环状流型下的对流传热系数a ;以及通过测量蒸发量确定蒸汽干度X(无因次)。
三、实验原理及观测 1、升膜蒸发器:升膜蒸发器的基本组成部分是一根外表面受热的直立圆管。
料液在管内从下往上流动。
由于料液不断被加热汽化,形成气液两相流。
在流动汽化过程中,流体动力学与传热过程是密切联系的。
当对两相流动的流体进行加热时,会引起两相数量分布的变化,形成不同的流型。
流型为环状流时,其特征是含有液滴的连续气相沿管中心运动,液相则以波浪液膜形式沿壁面向上爬行,故此种蒸发器名为升膜蒸发器。
2、直立受热通道中气液两相流动的观察和描述。
液体在直立受热通道中流动时/其流型(或流动结构)可分为两大类,即重力控制流型和剪力控制流型。
图1,描述了均匀受热直立管内流动沸腾可能出现的流型及其相应的传热区域。
流体的对流传热区(A 区)过冷液体进入管底向上流动,在逐渐被加热到饱和温度前,壁温仍低于泡化所需温度,传热过程为单相对流传热。
过冷沸腾区(B 区)流型为泡状流。
过冷沸腾的特征是加热面温度高于饱和温度,泡化核心处产生气泡。
过冷沸腾时、液相主体的温度低于饱和温度。
气泡将在加热面以外的过冷液体中冷凝。
上述过程有时伴有加热面的噪声振动。
饱和泡核沸腾区(C 区与D 区)流型是典型的泡状流。
弹状流或以低蒸汽速度流动的环状流。
在此区内液体主体温度已达到饱和温度。
两相强制对流区(E 区和F 区)蒸汽干度的定义如下, Wg Wvy Wg Wl W==+式中,Wg 、Wl 分别为蒸汽和液体的质量流量,Wv 是管项流出蒸汽流量,W是进入釜的冷水流量,单位为kg/s。
升膜式蒸发器的工艺设计
升降膜蒸发器的设计和应用
升降膜蒸发器的设计和应用李 壮① 杨得霞(化工部沈阳化工研究院,沈阳110021)摘 要 设计了一种升降膜蒸发器串联使用的工业化流程,主要用于蒸发因数较高或需要将溶剂完全脱净的场合,文中给出了该流程的技术要点和设计方法。
关键词 膜式蒸发器;脱溶;设计1 前 言在农药、医药及其它的中间体合成中,许多化学反应都是在有机溶剂中进行的,反应完成后再把溶剂脱出。
最简单的釜式脱溶,传热面小、设备庞大、脱溶时间长,特别是对热敏性物料很不适宜。
膜式脱溶已经得到了广泛的应用,但普通的膜式脱溶蒸发因数不能过大,否则在蒸发管的末端将出现干壁现象,局部过热能引起物料分解。
习惯的做法是进行两次脱溶,但这将引起投资费用和操作费用的成倍增长。
2 工艺流程说明作者在多年实践的基础上设计出图1的流程并成功地应用于工业化生产中。
此流程的特点是将完全分开的升膜脱溶系统和降膜脱溶系统合并为一套系统,采用两台蒸发器而仅用一套附属设备。
溶液A 经流量计(FI101)计量后进入升膜蒸发器(E101)进行蒸发脱溶,再经汽液分离器(V101),汽体经冷凝器(E103)冷凝后,冷凝液(溶剂B )流入溶剂贮槽(V104);分离后的液体进入降膜脱溶器(E102)进行降膜脱溶,再经第二分离器(V102)进行汽液分离,液体成品流入成品贮槽(V103),汽体与冷凝器(E103)的尾气合并后一同进入后凝器(E104),溶剂B 全部冷凝并流入溶剂贮槽,气相接真空系统。
3 工艺技术要点在此流程中,物料经升膜蒸发及气液分离后分两个途径,最后在后凝器处合并在一起。
途径1经过PG 03管道、E103设备、PG 04管道,其压降为△P 1;途径2经过P L05管道、E102设备、P LG 06管道、V102设备、PG 07管道,其压降为△P 2,设备V101至设备E102的位差为△H 。
两条途径的压力降有以下的等式关系:ρ△h =△P 2-△P 1式中:ρ表示液体的密度;△h —表示由V101至E102入口的液位高度,为了保证装置的正常操作,△h 的范围为0<△h <△H ,若△h ≥△H ,也就是说△P 2值过大,则V101中的液体将随气体一起进入E103;若△P 2≤△P 1,则将有部分气体随液体一起进入E102。
双效升膜蒸发器毕业设计说明书
Na2(CO3)水溶液两效蒸发装置设计DESIGN DF 2-EFFECT EV APORATION EQUIPMENT FOR SODIUMCARBONARE SOLUTION专业: 过程装备与控制工程姓名:指导教师:申请学位级别: 学士论文提交日期: 2013年6月8号学位授予单位:摘要在化工、医药和食品等领域常涉及到关于溶液的浓缩和从溶液中制取溶剂的工艺,为实现这些工艺,常采用蒸发操作,即通过加热的方法,使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽,从而使溶液中溶质组成提高的单元操作。
进行蒸发操作的设备即为蒸发设备,蒸发设备的种类较多,特点不一,故根据不同的条件选取最优的蒸发设备显得尤为重要。
本次设计为依据所需浓缩的溶液、处理量、浓缩比、生蒸汽的压强等条件设计合适的蒸发器和辅助设备。
首先通过了解众多蒸发设备的特点,再根据本次设计的前提条件选用较优的蒸发设备,经过综合分析本设计选用升膜式蒸发器。
确定蒸发器类型后,根据相关资料和本次设计的前提条件对蒸发器的各项尺寸进行计算,并依此选取或设计各种部件,然后,再对重要部件进行强度校核,确保其能够达到工艺要求。
由于蒸发操作需要消耗大量的热能,如何提高热能的利用率就显得比较重要,通过参阅大量的文献,了解了许多节能措施,通过比较分析,本设计采用第一效蒸发器的冷凝水对原料液进行预热,预热设备选用套管式换热器。
由于本设计末效蒸发器采用真空蒸发,故需要采用真空设备对其进行抽真空,为减少真空设备的抽气量,即降低能耗,本设计对末效的二次蒸汽进行冷凝,采用混合式冷凝。
蒸发操作属于耗能较高的操作,蒸发设备将更多的趋于节能化。
关键词:蒸发器;升膜式蒸发器;双效蒸发器ABSTRACTIn the chemical, pharmaceutical and food, etc. often involves about the solution of concentrated and the solvent from the solution process of preparing for the realization of these processes, often with an evaporation operation, namely, by a method of heating the non-volatile solute containing boiling vaporization and removed from the steam, thereby improving the composition of the solute unit operation. Evaporation operation of the device is the evaporation plant, evaporation plant more types of different characteristics, so select the best under different conditions of evaporation equipment is very important.The design is based on concentrated solution required, the handling capacity, concentration ratio, raw steam pressure and other conditions to design suitable evaporator and auxiliary equipment.First, by understanding the many features of the evaporation plant, according to the design of the optimum choice precondition evaporation equipment, after a comprehensive analysis of the design uses rising film evaporator.Determine the evaporator type, according to the relevant information and the design of the preconditions for the size of the evaporator is calculated, and so select or design of various components, and then, and then the important parts strength check to ensure that it can meet process requirements.Due to evaporation operations consume a lot of energy, how to improve the utilization of energy becomes more important, by referring to the extensive literature, to understand the many energy-saving measures, through comparative analysis, the design uses first-effect evaporator condensate liquid of raw materials preheated equipment selection pipe heat exchanger.Since the design of the end-effect evaporator using vacuum evaporation, the device needs to be vacuum evacuated to reduce the amount of vacuum suction device, which reduces energy consumption, the design efficiency of the end of the secondary steam is condensed, the use of hybrid condensation.Evaporation operation is energy-consuming operation, evaporation plant will become more energy-saving.Keywords: evaporator; rising film evaporator; dual effect evaporator目录第一章绪论 (1)第一节蒸发概述 (1)第二节蒸发设备 (2)第三节物料的简介 (5)第四节蒸发器的选型 (5)第二章工艺计算 (6)第一节设计内容 (6)第二节工艺计算 (6)第三章蒸发器的结构设计 (12)第一节加热室的设计 (12)第二节接管设计 (17)第三节管箱结构设计 (21)第四节支座的选取 (23)第五节视镜的选用 (24)第六节蒸发器强度校核 (25)第四章蒸发器辅助设备的选择 (27)第一节原料液的预热器 (27)第二节冷凝器的设计 (31)第三节分离器的设计 (35)结论 (37)参考文献 (39)致谢 (40)第一章绪论第一节蒸发概述一、蒸发的简介蒸发即使液体汽化移出,工业上通常采用加热的方式强化蒸发,因为通过蒸发可以浓缩溶液和得到纯净的液体,所以蒸发这一操作在工业上应用比较广泛。
毕业设计双效板式蒸发装置设计说明书
蒸发量为1000kg/h的板式蒸发装置的设计摘要蒸发是化工、轻工、食品、医药等工业生产中常用的一种单元操作。
蒸发过程是溶剂汽化过程,由于溶剂汽化潜热很大,所以蒸发过程是一个大能耗单元操作。
随着能源危机的日益加重,能源节约日渐引起国内外越来越多的关注。
板式蒸发器是根据薄膜传热理论和板式换热器原理发展起来的一种高效、节能、新型蒸发设备,它与管式蒸发器相比,具有结构紧凑、传热效率高、易清洗等诸多优点。
本文根据已知条件对蒸发量为1000kg/h的板式蒸发装置进行了工艺计算及流程设计,并对板式蒸发器和分离器的结构进行了设计,同时,对蒸发装置辅助设备进行选型。
关键词:板式升膜蒸发器双效Design of Plate Evaporation Device of 1000 kg/hEvaporation CapacityABSTRACTEvaporation is commonly used in industrial production as a unit operation in chemical industry, light industry, food, medicine, etc..The evaporation process is the solvent evaporation process, the latent heat of solvent vaporization great, so the evaporation process is a large energy consumption of unit operations. With the ever increasing energy crisis, energy conservation is increasingly caused by more and more attention at home and abroad. Plate evaporator is based on the film heat transfer theory and plate heat exchanger principle developed a highly efficient, energy saving,a new evaporation plant, it is compared with the tube evaporator, with a compact, high efficiency heat transfer, easy to clean and many other advantages .1000kg / h plate evaporation device Based on the known conditions on the evaporation process of calculation and process design, and the plate evaporator and separator structure has been designed, at the same time, the evaporation plant auxiliary equipment selection.Key Words:Plate-style Rising film Evaporator Double-effect目录第一章前言................................................. 错误!未定义书签。
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出口摩擦系数 fout 出口重量汽化率 e出口 压力降比值
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许用温差 △t ℃
许用压力降△P Pa
允许气速
m/s
重量流速 Gr kg/m2h
kcal/m2h℃ ho
管外污垢热阻
m2h℃/kcal ro
第二段传热系数
m2h℃/kcal U
换热面积
m2
A
换热管长
ml压力降管内进口摩擦系数 fin 压力降系数 a 管程压力降 Pa
检查
温差
△t ℃
管程压力降 △P Pa
气速
v m/s
流型判定 1/Xtt
流型确定(查表)
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介质特性
密度
ρ s kg/m3
粘度
μ s kg/(m·h)
导热系数 λ s kcal/(m·h)
比热
Cps kcal/(kg·℃)
潜热
ν s kcal/kg
饱和蒸汽的 汽相密度 ρ sv
(kg/m3)
壳程
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显热段
潜热段
管程其他参数
气相的粘度
kg/mh
μv
气相的密度
kg/m3
升膜蒸发器工艺设计
参数
流体流动形态 介质名称 进口质量含量 % 出口质量含量 % 进口压力 psi MPa 出口压力 pso MPa 进口温度 tsi ℃ 出口温度 tso ℃ 中间温度 tsm ℃ 进口流量 Wsi kg/h 出口流量 Wso kg/h 平均温差显热段 △t1 ℃ 热量流量显热段 Q kcal/h 总热量流量 Q kcal/h
介质平均温差 △t ℃
管程
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密度
ρ t kg/m3
粘度
μ t kg/(m·h)
导热系数 λ t kcal/(m·h)
比热
Cpt kcal/(kg·℃)
潜热
ν t kcal/kg
饱和蒸汽的 汽相密度 ρ tv
(kg/m3)
显热段
潜热段
液相的粘度
kg/mh
μL
液相的密度
kg/m3
#DIV/0!
ρv
气相出口密度
m/s
ρve
重力加速度 g m/h2
换热管参数
换热管材料 导热系数 kcal/mh℃ 管子根数 n 根 管子长度 L mm
1.27E+08
介质名称
进口质量含量 %
出口质量含量 % 进口压力 pti MPa 出口压力 pto MPa 进口温度 tti ℃ 出口温度 tto ℃ 中间温度 tsm ℃ 进口流量 WtL kg/h 出口流量 Wto kg/h 平均温差潜热段△t2 ℃ 热量流量潜热段 Q kcal/h
ρL
液相出口密度
m/s
ρLe
重力换算系数gc kgm/kgh2
1.27E+08
管子内径 Dt mm 管子壁厚 tt mm
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升膜蒸发器工艺设计
工艺计算
显热段
管外给热系数
kcal/m2h℃ ho
管外污垢热阻
m2h℃/kcal ro
第一段传热系数
m2h℃/kcal U
换热面积
m2
A
潜热段
管外给热系数
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雷诺数
Re
管内给热系数
kcal/m2h℃ hi 管内污垢热阻
m2h℃/kcal ri 换热管长
m
l
普兰特准数 PR 液相雷诺数 ReL 气相雷诺数 Rev 管内给热系数 kcal/m2h℃ hi 管内污垢热阻 m2h℃/kcal ri
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