蒸发罐(外循环蒸发器)

第一章蒸发罐

(外循环蒸发器)

第一节.蒸发器的选型:

1.在达到使用要求的前提下,为了使设备更紧凑,在选型的时侯首先要考虑选用传热系数高的型式.但物料的性质常常限制了他们的使用效果,因此在选型时,要综合考虑技术要求,现常条件等因素.

2.选型考虑的因素:

①.料液的性质:包括成分组成,粘度变化范围,热稳定性,

发泡性,腐蚀性,是否易结垢.

②.生产要求:包括处理量,蒸发量,料液进出口温度,是否

连续操作等

3.蒸发器的能量利用率的衡量标准:

常以单位蒸汽消耗量,即每蒸发1kg溶剂所消耗的水蒸气量(kg)来评价能量的有效利用率.

4.结合所给条件,我选择设计一套外循环真空蒸发器:

因为,真空操作有以下特点:

①在减压下,溶液的沸点降低,与常压相比,蒸发的传

热推动力增大,因而可以减少所需的传热面积,式设

备更紧凑.

②可采用低压蒸汽或乏汽作为加热介质.

③适用于热敏性物料.

④在较低温度下操作,对材料的腐蚀和对外界的热损

失都较少,因此具有一定的优势.

第二节设计课题

1.设计参数和设计思想:

A～设计参数:

B～设计思想:

本设备作为典型的化工,制药设备.设计需要考虑满足生产中的使用要求.它所装物料具有一定的腐蚀性,所以在考虑安全性和经济性后,我选用0Cr18Ni9作为主要制造材料,Q235-A作为支座等附件的制造材料.

设备承受外压0.1MP,属于一类容器.对设备的设计主要考虑其强度和稳定性.设计中选择直圆筒的长径比为L/D=1.5.设备的封头采用制造简单,经济性较好的标准椭圆型封头.下部采用正锥型封头与外循环管相连,实现循环操作.同时,在其上部装有金属丝网除沫器,以减少液沫夹带量,同时也可回收一部分料液.

C～整体设计:

第三节

强度设计

一.罐体的尺寸:

罐体的尺寸主要是确定它的内径,长径比和壁厚.

1. 内径的计算:

(1) 蒸发罐的直径在满足生产使用要求时,应选择合适的尺

寸,直径太小,则使随蒸发蒸汽的液滴(即雾沫夹带量)增

大,液体损失增加.

(2) 把蒸发器中的蒸发蒸汽和雾沫夹带量之比叫做这个蒸

发器的除污系数.

即: 除污系数=Kg/h)Kg/h)蒸汽中的雾沫夹带量（蒸发蒸汽量（ 如果增大蒸发罐的直径,蒸发罐中的蒸汽的质量流速G v.f 会

变小,则雾沫夹带量变小,应此除污系数增大.

(3) 蒸发罐直径D f

由 G v.f =2

.)4/(f f

v D W ⨯π

若用金属丝网除沫器，则蒸发器本身的除污系数查知为500那样进行设计。

有50)(.=-v l v f

v G ρρρ

64.1116)5.0998(5.050.=-=f v G

因此，蒸发罐的直径D f .

53.164

.1116200044..=⨯==ππf v f v f G W D 圆整后取D=1.6mm

2.长径比：

为节约材料，以达到经济性要求，并且使设备稳定性较好，直接选取直圆筒的长径比为L/D=1.5。

初步计算直圆筒高度m L 4.26.15.1=⨯=,圆整后取2.5m

3.现选取标准椭圆形封头。

查阅《化工容器及设备简明手册》P316页。选取DN=1600mm 相关参数：曲面高度h 1=400mm 直边高度 h 2=25mm

表面积 F=2.89m 2 容积 V=0.587m 3

4.选取罐体下部封头：

查阅《化工容器及设备简明手册》P338页，选取DN=1600mm ， 的圆锥角为120º的无折边锥型封头。

5.筒体厚度计算：

[]mm P PD S i 71.01

.085.0132216001.02=-⨯⨯⨯=-=φσ 加上腐蚀裕量以及结合相关手册的有关规定，取筒体的壁厚为8mm,这是考虑到筒体的刚度要求。

6. 临界长度得计算：

37.808

.06.16.117.117.1=⨯⨯==t D D L o o cr 由前面可知 ，cr L L <=5.2. 故属于短圆筒.

7.临界压力的计算：

MP D t E r t E R EJ P cr 25.506.108.01001.222433

533=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯== a 8. 12.230692.06.1==e o

D δ （92.6108.08=--=e δ）

由〈〈化工设备及机械基础〉〉P215 查图9-7得 A=0.008. A 值所在点落在设计温度的材料线的右方. 查知B=115

按下式 []e o t D B

P /= 进行计算.

[]a o e

MP D B P 497.0160092.6115=⨯=∙=δ []a MP P 1.0> 故8mm 的钢板可用。

9. 为使制造方便 ，下锥型封头与筒体相等壁厚设计。

10. 刚度校核：

① 校核筒体：

外压容器的设计压力应取不小于正常工作过程中可可产生的最大压力差，