【毕业论文】三效蒸发器的设计化工原理课程设计(可编辑)

化工原理课程设计三效蒸发一、引言蒸发是化工过程中常用的分离技术之一，广泛应用于化工工艺中的浓缩、提纯、结晶等过程。

三效蒸发是一种高效的蒸发方式，通过多级蒸发器的串联，能够实现能量的充分利用，提高产品质量和能源利用效率。

本文将对化工原理课程设计中的三效蒸发进行详细介绍。

二、三效蒸发的原理三效蒸发是指通过三个级别的蒸发器进行连续蒸发，每个级别的蒸发器都能够利用前一级别的蒸汽来提供热量，从而实现能量的充分回收。

三效蒸发的原理可以概括为以下几个步骤：1. 一效蒸发：将待浓缩溶液进入一效蒸发器，通过加热使其部分蒸发，产生蒸汽。

蒸汽在一效蒸发器中冷凝，释放出的热量用于加热待浓缩溶液。

2. 二效蒸发：一效蒸发器中冷凝的蒸汽进入二效蒸发器，再次进行蒸发。

二效蒸发器中的待浓缩溶液通过加热蒸发，产生更高质量的蒸汽。

二效蒸发器中冷凝的蒸汽同样用于加热待浓缩溶液。

3. 三效蒸发：二效蒸发器中冷凝的蒸汽进入三效蒸发器，进行最后一次蒸发。

三效蒸发器中的待浓缩溶液通过加热蒸发，产生最高质量的蒸汽。

三效蒸发器中冷凝的蒸汽同样用于加热待浓缩溶液。

通过以上步骤，三效蒸发可以实现能量的充分回收，提高能源利用效率。

三、三效蒸发的应用三效蒸发广泛应用于化工工艺中的浓缩、提纯、结晶等过程。

以下是三效蒸发在不同领域的应用案例：1. 食品工业：三效蒸发被用于果汁、乳制品、酱油等食品的浓缩过程。

通过三效蒸发，可以将大量的水分蒸发出去，提高产品的浓缩度和保存期限。

2. 医药工业：三效蒸发被用于制药工艺中的溶剂回收和浓缩。

通过三效蒸发，可以将溶剂回收利用，减少环境污染，并提高产品质量。

3. 石油化工：三效蒸发被用于石油化工过程中的废水处理和溶剂回收。

通过三效蒸发，可以将废水中的溶解物质浓缩，减少废水的排放量，并将溶剂回收利用。

四、三效蒸发的优势和挑战三效蒸发相比传统的单效蒸发具有以下优势：1. 能量回收：通过多级蒸发器的串联，三效蒸发可以实现能量的充分回收，减少能源消耗。

三效蒸发器设计范文首先，三效蒸发器的设计原理是通过多级蒸发和再利用蒸发热量的方式，将原料中的溶质浓缩提纯。

它包括三个蒸发效应，即高温效应、中温效应和低温效应。

在每个效应中，蒸发器将原料加热至沸点，使其蒸发，然后将蒸发出的蒸汽冷凝成液体，最后获得浓缩溶液和净水。

其次，三效蒸发器的关键设计参数包括进料速度、浓缩量、蒸发温度和密封性能。

进料速度决定了设备的处理能力，需要根据生产需求进行调节。

浓缩量反映了设备的效率，即每个效应中蒸发和冷凝的效果。

蒸发温度是根据原料性质和产品要求来确定的，不同物质对温度的要求有所不同。

密封性能是保证设备运行效果的重要因素，需要选择合适的密封材料和设计合理的密封结构。

在三效蒸发器的设计中，还需要考虑热交换器的设计和选择。

热交换器是用来传热的关键设备，其设计应满足传热效率高、传热面积大、压力损失小等要求。

同时，还需要合理选择蒸发器的材料，考虑到耐高温、耐腐蚀和易于清洗等因素。

常用的材料包括不锈钢、钛合金和镍合金等。

此外，传热介质的选择也是很重要的一步。

常见的传热介质有蒸汽和热油，其选用应考虑到成本、温度范围和环境因素。

同时，要合理设计传热系统，提高能量利用率和减少能量损失。

最后，在三效蒸发器的设计过程中，还应注意安全运行和节能环保。

安全运行包括对蒸汽系统的安全监测和精确控制，以及防止爆炸和火灾等事故的设计。

节能环保主要是通过优化设计和改进操作，减少能量损失和污染排放。

综上所述，三效蒸发器的设计考虑了多个关键参数和因素，包括进料速度、浓缩量、蒸发温度、密封性能、热交换器选择、材料选择、传热介质选择、传热系统设计、安全运行和节能环保等。

只有在综合考虑这些因素的基础上，才能设计出高效、安全、可靠的三效蒸发器。

1 概述与设计方案的选择1.1 概述1.1.1 蒸发设备的分类常用蒸发器主要由加热室和分离室两部分构成。

蒸发器的多种结构型式即在于加热室和分离室结构的多样性及其组合方式的变化。

按照蒸发器在溶液中的流动情况，可将蒸发器分为循环型和单程型两大类。

（1）循环型蒸发器：其特点是溶液在蒸发器中作循环流动。

根据引起溶液循环流动原理的不同，又可分为自然循环式和强制循环式两种类别。

显然，强制循环蒸发器式依靠外加动力造成溶液在蒸发器中的循环流动，而自然循环式是依靠溶液在蒸发器中不同部位的密度差引起的自然循环流动。

表1-1 常用循环型蒸发器的结构特点及主要性能汇总型式结构特点优点缺点中央循环管式（自然循环式和强制循环式）加热时中央循环管和加热管内溶液受热程度不同，同时因加热管内蒸汽上升的抽吸作用使溶液产生由加热管上升，中央循环管下降的不断流动，从而提高了传热系数，强化了蒸发过程。

在管内安装一旋桨式搅拌器，即构成强制循环式蒸发器。

1.构造简单，操作可靠2.传热效果较好3.投资费用较少1.清洗和检修较麻烦2.溶液循环速度较低（搅拌式可提速2~3倍）3.因溶液的循环使蒸发器中溶液的组成总是接近于完成液组成，溶液沸点升高明显，传热温差减小，粘度较大，影响传热效果悬框式加热室像个悬框挂在蒸发器壳体内的下部，溶液沿加热室与壳体形成的环隙下降，沿加热管上升，不断循环流动1.循环速度较前者大2.蒸发器外壳接触的是温度较低的沸腾溶液，热损失少1.结构较复杂2.单位传热面积用金属量最多3.便与检修和更换4.适用于蒸发易结垢或有晶体析出的液体列文式在加热管上部附加一段直管，由于其静压抑制了加热管中溶液的沸腾，减少了结垢的可能性，在直管上部装有立式隔板，使沸腾产生的气泡受到限制，与液体形成均匀混合物上升，这样循环管中的汽液混合物之间产生较大的密度差和推动力，故循环速度增大1.可避免在加热管中析出晶体，减轻加热管表面上污垢的形成2.传热效果较好3.适用于处理有结晶析出的溶液1.设备高达，消耗金属材料多，需要高大厂房2.液柱静压引起的温度差损失较大，要求加热蒸汽压力较大3.必须保持在较大温差下操作强制循环式溶液的的循环借助外力作用，如用泵迫使溶液想一定方向流动1.传热系数较自然循环式蒸发器大2.适用于高粘度、易结垢、易结晶的溶液3.加热蒸汽与溶液之间的温度差较小时(3~5)，仍可进行操作动力消耗大，单位传热面积耗费功率达0.4~0.82/k mw浸没燃烧式高温烟道气直接通入待蒸发溶液中，使溶液沸腾汽化1.结构简单2.传热速率快，效率高，适用于易结垢、易结晶或有腐蚀性的溶液1.二次蒸汽难以再利用2.不适用于热敏性或不能被烟道气污染的物料（2）单程型蒸发器单程型蒸发器的特点是溶液沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发，一次通过加热室即可达到所要求的组成。

三效蒸发装置课程设计目录一、化工原理课程设计任务书 (3)二、蒸发器的形式、流程、效数论证 (4)三、蒸发器工艺设计计算 (5)四、蒸发器工艺尺寸计算 (13)五、蒸发装置的辅助设备 (19)六、课程设计心得 (21)一、化工原理课程设计任务书一、设计题目NaOH水溶液蒸发装置的设计二、设计任务及操作条件1、设计任务处理量: 24000 (kg/h)(6000，7200，24000)料液浓度: 10.6 (wt%)(4.7,，10.6%，)质量分率产品浓度: 23.7 (wt%)(23.7%，30%)质量分率加热蒸汽温度 158.1 (?)(151，158.1)末效冷凝器的温度 59.6 (?)(49，59.6) 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33各效蒸发器中溶液的平均密度:ρ=1014kg/m，ρ=1060kg/m，ρ123=1239kg/m 3加热蒸汽压强: 500kPa(绝压) ，冷凝器压强为 20 kPa(绝压)22各效蒸发器的总传热系数:K=1500W/(m?K)，K=1000W/(m?K)，K=600W/123 2(m?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、厂址四川绵阳5、工作日:每年300天，每天24小时连续运行。

三、设计内容:1、设计方案的简介: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、主要辅助设备选型，包括气液分离及蒸气冷凝器等5、绘制工艺流程图及蒸发器设计条件图7、设计结果汇总8、对设计过程的评述和有关问题的讨论9、编写课程设计说明书。

二、蒸发器的形式、流程、效数论证 1.蒸发器的形式:中央循环管式2(蒸发器的流程:三效并流加料3.效数论证:在工业中常用的加热方式有直接加热和间接加热。

NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计设计单位：设计者：设计日期：设计任务书一、设计题目NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计二、设计任务及操纵条件1.处理能力2.5×104吨/年NaOH水溶液2.设备形式蒸发器3.操纵条件a．N aOH水溶液的原料液浓度为10%(wt) ，温度为35℃，用预热器加热至第一效沸点温度，再送进蒸发器；完成液浓度为40%(wt)。

b．加热蒸汽压强为500kPa（绝压），末效为真空，压力为15.5kPa（绝压）。

c．各效传热系数辨别为：K1=3000 W/(m2·℃)K2=1500 W/(m2·℃)K3=750W/(m2·℃)d．各效蒸发器中的液面高度：1.52.5m。

e．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。

f．每年按330天计，每天24小时连续运行。

三、设计项目1.设计计划简介：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.主要帮助设备选型，包含预热器、汽液别离器及蒸汽冷凝器。

5.绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的流程图及蒸发器总装配图。

目录1.概述 (1)1.1蒸发操纵的特点 (1)1.2蒸发设备及蒸发器 (5)1.3三效蒸发工艺流程 (10)2.工艺计算及主体结构计算 (11)2.1三效蒸发工艺计算 (11)2.1.1三效蒸发器设计流程 (11)2.1.2设计计算 (13)2.2蒸发器主要结构计算 (23)3.蒸发装置帮助设备选型 (30)4.探索使用Aspen Plus设计蒸发器办法 (33)5.后记 (35)1、概述1.1蒸发操纵的特点蒸发是将非挥发性物质的稀溶液加热沸腾，使溶剂气话，溶液浓缩获得浓溶液的过程。

1.1.1蒸发的基本流程蒸发过程的两个需要组成部分是加热溶剂使水蒸气汽化和不竭除去汽化的水蒸气，前一部分在蒸发器内进行，后一部分在冷凝器完成。

化工原理课程设计任务书专业化学工程与工艺班级 XXX班姓名 XXX设计题目：NaOH水溶液三效并流蒸发系统设计设计时间：2011年X月X日到2011年X月X日指导老师：杨则恒，王道银设计任务：年处理 4.5万吨NaOH水溶液体系。

1.年工作日320天，每天24小时连续运行。

2.原料液：含10%NaOH（wt%，下同），20o C进料。

3.完成液：35%NaOH溶液。

4.间接蒸汽加热，压力为0.4 MPa（表压）。

5.蒸发器热损失为本效加热蒸汽供热的3～5%。

6.末效真空度：81KPa。

7.当地大气压：101.3KPa。

8.冷却水温度：进口20o C，出口40o C。

设计成果1.设计说明书一份。

2.设计图纸：带控制点工艺流程图一张（3#图纸）；一效蒸发器总装图一张（1#图纸）。

[中文摘要] 蒸发可广泛应用于医药、食品、化工、轻工等行业的水溶液或者有机溶液的浓缩。

其中中央循环管式又由于其标准化的设计和自然循环流动而受到广泛的重视。

本次设计中采用中央循环管式蒸发器三效并流将4.5×104吨，10%的NaOH水溶液浓缩到35%。

其目的是通过蒸发过程中的二次蒸汽再利用，以节约蒸汽的消耗，从而提高蒸发装置的经济性。

本次设计主要是通过计算机编程优化，求得三效传热面积分别为S1=40.61 m2、S2=49.73m2、S3=70.34m2的蒸发器，并计算得到辅助设备的工艺尺寸，然后进行设计、选型和校核，最后使用计算机辅助设计绘制出管道仪表流程图和蒸发器的装配图。

关键词：蒸发中央循环管三效并流氢氧化钠[Abstract] Evaporation is widely used for the concentration of aqueous and organic solutions in fields such as medicine,food, chemicaland light industries. Among various evaporators,the evaporatorwith vertical tubes and large central downcomer draws extensiveattention due to its stable design and natural circulation.This design uses three-effect evaporation system toconcentrate 4.5×104 t/year of 10% NaOH solution to 35%, and theevaporator with central circulation downcomer is chosen. Thepurpose is to reuse the produced steam to save the consumptionof steam and improve the economical efficiency of evaporationprocess. Programmed optimization is done to get the heattransfer areas of three evaporators as 40.61 m2, 49.73m2 and70.34m2. In addition the selection of auxiliary equipments andthe strength check of the major equipment are accomplished.Finally the pipe and instrument diagram (PID) and theevaporator assembly drawing are completed with the aid of AutoCAD.Key Words: Evaporation; Central circulation downcomer;Three-effect forward feed evaporation; NaOH目录第一章概述 (1)1.1蒸发操作的特点 (1)1.2蒸发操作的分类 (1)1.3蒸发设备的分类 (2)1.4蒸发的流程示意图 (3)第二章蒸发工艺设计计算 (5)2.1完成液浓度的计算 (5)2.1.1附有参数的三效蒸发器流程图 (5)2.1.2各效蒸发量和溶液浓度的估算 (6)2.2各效溶液的沸点和总有效温度差的估算 (7)2.2.1各效的压力及温度 (7)2.2.2总有效温度差的估算 (8)2.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算 (12)2.4传热系数的确定 (14)2.5有效温度差在每一效的分配 (15)2.5.1重新分配各效温度差 (15)2.5.2重复上述的计算 (16)2.6 蒸发器的传热面积优化设计 (19)2.6.1估算蒸发器的传热面积 (19)2.6.2蒸发器的传热面积的优化 (20)第三章蒸发器的主要结构尺寸 (22)3.1接热管的选择和管数的确定 (22)3.2循环管的选择 (22)3.3加热室直径和加热管数的确定 (23)3.4分离室的直径和高度的确定 (23)3.4.1 分离室体积的计算 (23)3.4.2 分离室直径及高度的确定 (25)3.5接管尺寸的确定 (25)3.5.1 溶液进出口 (25)3.5.2 加热蒸气进口与二次蒸汽出口 (26)3.5.3冷凝水出口 (26)第四章蒸发装置的辅助设备 (28)4.1气液除沫器 (28)4.2蒸汽冷凝器 (28)4.2.1 冷却水量V L (29)4.2.2 冷凝器的直径 (29)4.2.3 淋水板的设计 (29)4.3真空泵的选型 (30)4.4预热器的选型 (32)4.5 封头的选型 (33)4.6管数的确定及加热室壳体的选定 (33)第五章主要设备的强度计算和校核 (34)5.1加热室 (34)5.2蒸发室 (34)第六章设计总结 (36)6.1设计结果汇总表 (36)6.1.1 蒸发器的主要结构尺寸的确定 (36)6.1.2 气液分离器主要结构尺寸的确定 (36)6.1.3蒸汽冷凝器主要结构尺寸的确定 (37)6.1.4主要数据计算结果汇总 (37)6.2设计评价 (38)6.3心得体会 (38)附录一：编程优化过程 (39)附录二：氢氧化钠物性全集 (41)参考文献 (43)第一章概述1.1蒸发操作的特点常见的蒸发是壁两侧分别为蒸汽冷凝和液体沸腾的传热过程，蒸发器也就是一种换热器。

三效并流蒸发器的设计：处理量（㎏/h ）4500，初始温度为20℃，初始浓度5%，完成液浓度为40%，加热蒸汽压强为5at(绝压)，末效真空度为600mmHg(表压)，试计算所需的蒸发器的传热面积。

解：1、 计算总蒸发量：W=F(1-X 0/X 3=4500(1-0.05/0.40)=3937.5㎏/h 2、 估算各效蒸发量： 假设：W 1:W 2:W 3=1:1.1:1.2 W=W 1+W 2+W 3=3.3W 1=3937.5 W 1=1193㎏/h W 2=1312㎏/h W 3=1432㎏/h3、 估算各效浓度： X 1=1W -F X F ⨯=(4500×0.05)/(4500-1193)=0.068X 2=4500×0.05/(4500-1193-1312)=0.113 X 3=0.44、 分配各效压强 假设各效间压降相等P 1=5×98.07+101.33=592KPaP K =101.33-600×133.32×10-3=21KPa ΔP=(592-21)/3=571/3=190KPa则各效蒸发室的压强（二次蒸汽压强）为： P 1/=P 1-ΔP=592-190=402KPaP 2/=P 1-2ΔP=592-2×190=212KPa P 3/=P K =21KPa由各效二次蒸汽压强查水蒸汽表可得相应的二次蒸汽温度和气化潜热如下表：5、 计算各效传热温度差损失 （一）、由于蒸汽压下降引起的温度差损失Δ/ 根据二次蒸汽温度和各效完成液的浓度，由氢氧化钠的杜林线图可查的各效溶液的沸点分别为：沸点：t a1=146℃ t a2=125℃ t a3=87℃ 由于溶液蒸汽压下降引起的温度差损失为： Δ1/=146-143.6=2.4℃ Δ2/=125-121.9=3.1℃ Δ3/=87-60.7=26.3℃∑∆/=2.4+3.1+26.3=31.8℃(二)、由于静压强引起的温度差损失P m =p /+ρg L/2取液位高度为2米（即加热蒸汽管长度）由溶液的沸点和各效完成液的浓度查表可得各效溶液的密度ρ1=991㎏/m 3ρ21056㎏/m 3ρ31366㎏/m 3P 1=402+991×9.81×2/2/1000=412KPa P 2=212+1056×9.81×2/2/1000=222kpa P 3=21+1366×9.81×2/2/1000=34kpa对应的各效溶液（水）的温度分别为：144.4℃ 123.3℃ 69.9℃∑∆//=t m /-t pΔ1///=144.4-143.6=0.8℃ Δ2///=123.3-121.9=1.4℃ Δ3///=69.9-60.7=9.2℃∑∆//=0.8+1.4+9.2=11.4℃(三)、流动阻力引起的温度差损失Δ///∑∆///=06、 计算总温度差损失∑∆=31.8+11.4=43.2℃7、 计算总传热温度差∆t=T 1-T K -∑∆=158.1-60.7-43.2=54.2℃8、 计算各效溶液的沸点及各效加热蒸汽的温度 一效：t 1=T I /+ΔI =143.6+2.4+0.8=146.8℃ ： t 2=121.9+3.1+1.4=126.4℃:t 3=60.7+26.3+9.2=96.2℃T2=t 1-(△1/+△1//+△1///)=146.8-3.2=143.6 T3=△t 3+t 39、 计算加热蒸汽消耗量及各效蒸发水分量 解方程组： W 1=1428㎏/h W 2=1420㎏/h W 3=1091㎏/h D 1=1508㎏/h 10、 估算蒸发器的传热面积it ∆⨯=i ik Q SiΔt 1=T 1-t 1=158.1-146.8=11.3℃ 假设各效传热系数：K 1=1800W/(m 2k) K 2=1200 W/(m 2k) K 3=600 W/(m 2k)Q 1=D 1×R 1=15.8×2093×103/3600=8.77×105WQ 2=1428×2138×103/3600=8.48×105WQ 3=8.68×105WS 1=43.1m 2S 2=41.1m 2S 3=56.3m 211、 有效温度差再分配∑∆∆+∆+∆=tt S t S t 332211S S =48.7m 2=∆1t 43.1/48.7×11.3=10℃ =∆2t 41.1/48.7×17.2=14.5℃=∆3t 56.3/48.7×25.7=29.7℃12、 重新计算各效浓度 X 1=0.073 X 2=0.136 X 3=0.414、 计算各效蒸发量 解方程组： W 1=1444㎏/h W 2=1393㎏/h W 3=1101㎏/h D=1523㎏/h 15、 计算各效传热面积Q 1=8.85×105 S 1=49.2m 2Q 2=8.54×105 S 2=49.1M 2Q 3=8.47×105 S 3=47.5M 2maxminS S -1=1-47.5/49.2=0.0346＜0.05 取平均面积S=(49.2+49.1+47.5)/3=48.6M 2 取S=1.1S=53.46=[54M 2]。

化工原理课程设计三效蒸发在化工领域中，蒸发是一种常见的分离技术。

而三效蒸发是一种高效的蒸发方式，它在提高产能的同时，降低了能耗，具有很大的应用潜力。

本文将介绍三效蒸发的原理、设计和优势。

一、原理三效蒸发是利用多级蒸发器进行连续蒸发的过程。

它由三个蒸发器组成，分别是高效蒸发器、中效蒸发器和低效蒸发器。

其原理是通过将高浓度的溶液从高效蒸发器中的蒸发器底部引入中效蒸发器，再将中效蒸发器中的浓缩液引入低效蒸发器，最终得到浓缩度最高的产物。

二、设计三效蒸发的设计需要考虑多个因素，包括溶液的性质、蒸发器的尺寸和操作条件等。

首先，需要确定溶液的性质，包括溶质的浓度、沸点和热稳定性等。

这些参数将影响蒸发器的设计和操作条件的选择。

其次，需要确定蒸发器的尺寸，包括蒸发器的高度、直径和传热面积等。

这些参数将影响蒸发器的产能和能耗。

最后，需要确定蒸发器的操作条件，包括进料流量、蒸发温度和蒸发压力等。

这些参数将影响蒸发器的稳定性和效率。

三、优势相比于传统的单效蒸发，三效蒸发具有以下几个优势。

首先，三效蒸发可以实现连续操作，提高了生产效率。

在传统的单效蒸发中，溶液需要经过多次蒸发才能达到所需浓度，而三效蒸发可以一次完成，节省了时间和能源。

其次，三效蒸发可以降低能耗。

由于三效蒸发中的蒸发器是串联的，低效蒸发器的进料温度较高，可以利用高效蒸发器和中效蒸发器的余热，减少了能源的消耗。

最后，三效蒸发可以提高产品质量。

由于三效蒸发可以在较低的温度下进行，可以减少溶质的热分解和挥发，提高产品的纯度和稳定性。

四、应用三效蒸发在化工领域中有广泛的应用。

它可以用于浓缩溶液、回收溶剂和提取有价值的成分等。

例如，在果汁生产中，三效蒸发可以用于浓缩果汁，提高果汁的浓度和口感。

在制药工业中，三效蒸发可以用于回收溶剂，减少废物的产生。

在化肥生产中，三效蒸发可以用于提取有机成分，提高产品的价值。

总之，三效蒸发是一种高效、节能的蒸发技术。

它通过多级蒸发器的连续操作，实现了溶液的快速浓缩。

化工原理课程设计三效蒸发装置设计班级:高073 （杏）姓名:韩彪_______________指导老师:朱国华化工原理课程设计任务书设计题目：三效标准（外加热）式蒸发器的设计原始数据：1、处理量（kg/h ）: 35002、初始温度（C）: 203、初始浓度（%）:104、完成液浓度（%）：45工艺特点：1、并流操作；2、进料温度；3、抽出额外蒸汽量：E1=0 ；E2=0 ；4、加热蒸汽压强（kg/cm 2绝压） 65、末效真空度（mmHg 表压）620设计内容：1、蒸发器的工艺计算和结构设计2、混合冷凝器的设计或选型3、预热器的设计或选型4、泵的设计或选型设计要求：1、画一张详细（最好带控制点的）工艺流程图2编写一份规范的设计说明书、目录第一章蒸发装置的设计................................... (1 •)…第一节设计方案简介............................................ (• 2 )•第二章工艺流程草图及说明............................. (-4第三章工艺计算及主体结构计算........................... (-5 第一节多效蒸发的工艺计算...................................... (5-)第二节蒸发器的主要结构尺寸计算 ............................... (-14 )第四章蒸发装置的辅助设备............................. (-19 )•第五章主要设备强度计算及校核............................ (-22-)第六章设计一览表及总结................................ (-23 •)•参考文献............................................... (25 •) ••…第一章 蒸发装置的设计希腊字母— 对流传热系数， W/(m 2•$— 温度差损失，C ； — 有限差值； — 误差； — 热损失系数； — 阻力系数； — 导热系数，W/(m 7; — 黏度，Pas;— 密度， kg/ m 3；— 总和；— 系数。

化工原理课程设计题目:NaOH水溶液三效并流加料蒸发器的设计学院:化学化工学院专业:_化学工程与工艺学号:姓名:指导教师:2016年11月25日化工原理课程设计任务书一、设计题目NaOH水溶液三效并流加料蒸发器的设计二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力（进料量）：180kt/年操作周期：7200小时/年进料液浓度：10%（质量分率，下同）完成液浓度：≥42%2.操作条件原料液温度为：第一效沸点温度加热蒸汽压力为：500KPa（绝压），冷凝器压力为：15KPa（绝压）各效蒸发器的总传热系数为：K1=1500W/(m2·℃),K2=1000W/(m2·℃),K3=600W/(m2·℃)各效蒸发器中料液液面高度为：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：新疆吐鲁番地区三、设计内容1.设计方案的选择及流程说明2.蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的面积3.蒸发器的主要结构尺寸设计4.辅助设备选型与计算，包括汽液分离器及蒸汽冷凝器等5.设计结果汇总6.绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发器的流程图及蒸发器设备条件图7.对本设计进行评述目录摘要 (1)1设计方案简介 (1)1.1设计方案论证 (1)1.2蒸发器简介 (2)2设计任务 (4)2.1估算各效蒸发量和完成液浓度 (4)2.2估算各效溶液的沸点和有效总温度差 (5)2.2.1各效由于溶液沸点而引起的温度差损失 (6)2.2.2由于液柱静压力而引起的沸点升高（温度差损失） (7)2.2.3由流动阻力而引起的温度差损失 (8)2.2.4各效料液的温度和有效总温差 (8)2.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (8)2.4蒸发器传热面积的估算 (10)2.5有效温差的再分配 (11)2.6重复上述计算步骤 (12)2.6.1计算各效料液浓度 (12)2.6.2计算各效料液的温度 (12)2.6.3各效的热量衡算 (13)2.6.4蒸发器传热面积的计算 (14)2.7计算结果列表 (15)3蒸发器的主要结构尺寸的计算 (16)3.1加热管的选择和管数的初步估算 (16)3.2循环管的选择 (16)3.3加热室直径及加热管数目的确定 (16)3.4分离室直径和高度的确定 (17)3.5接管尺寸的确定 (18)3.5.1热蒸汽进口和二次蒸气出口 (18)3.5.2溶液的进出口 (18)3.5.3加热蒸汽进口与二次蒸气出口 (19)3.5.4冷凝水出口 (19)4蒸发装置的辅助设备的选用计算 (20)4.1气液分离器 (20)4.1.1除沫器的选择 (20)4.1.2分离器的选型 (20)4.2蒸汽冷凝器的选型设计 (21)4.2.1冷凝器类型选择 (21)4.2.2蒸汽冷凝器的选型 (21)4.3封头的计算 (24)4.4泵的选择 (24)5主要设备强度计算及校核 (24)6设计结果汇总 (26)6.1多效蒸发的工艺计算 (26)6.2蒸发器及辅助设备的结构尺寸设计 (26)7装置流程图及蒸发器设备条件图 (29)7.1三效并流加料蒸发装置流程图 (29)7.2蒸发器设备条件图 (29)8评述 (29)8.1可靠性分析 (30)8.2个人感想 (30)参考文献 (30)氢氧化钠三效并流加料蒸发器的设计XX摘要：本设计书对氢氧化钠溶液三效并流加料蒸发器设备的设计做了详细的叙述，主要包括工艺计算，辅助设备计算，工艺流程图和蒸发器设备的附图。

三效蒸发器的设计三效蒸发器是一种高效能、节能环保的蒸发装置，适用于各种工业生产过程中的脱水、浓缩和回收溶液等。

它采用了多级蒸发的工艺，通过热量的多次利用，最大限度地提高了热效能的利用率。

下面我将详细介绍三效蒸发器的设计。

1.设计原理2.设计要点（1）热源系统：三效蒸发器通常采用蒸汽作为热源。

在设计中需合理配置热源供应系统，确保蒸汽充足、稳定，以满足各级蒸发器的热量需求。

（2）蒸发系统：蒸发系统是整个蒸发器的核心部分。

蒸发器内通常包含三个蒸发槽，分别称为高浓度槽、中浓度槽和低浓度槽。

原始溶液首先进入高浓度槽进行初步蒸发，产生低浓度的蒸发液，然后进入中浓度槽进行第二次蒸发，再次产生更低浓度的蒸发液，最后进入低浓度槽进行第三次蒸发，最终产生高浓度的浓缩液和低浓度的蒸发物。

（3）冷凝系统：冷凝系统用于将蒸发器中的蒸汽冷凝成水。

在设计中需合理配置冷凝器，以确保冷凝器能够有效地将蒸汽冷凝成水，使得冷凝器能够稳定运行。

（4）真空系统：真空系统主要用于维持蒸发器内的真空度。

在设计中需合理配置真空泵，以保证蒸发器内的真空度始终处于适宜的范围内。

3.设计步骤（1）确定蒸发器的处理负荷：根据需要处理的溶液的流量和浓度，确定蒸发器的处理负荷。

（2）计算热平衡：根据溶液的进料温度、浓度和出料浓度，计算出各级蒸发器的进料蒸汽量和出料蒸汽量，并根据蒸发器的效果和效率，计算出各级蒸发器的热平衡。

（3）确定蒸发器结构参数：根据处理负荷和热平衡计算结果，确定各级蒸发器的结构参数，包括蒸发槽容积、换热面积、蒸发温度和压力等。

（4）进行设备选型：根据蒸发器的结构参数和处理负荷，选择合适的设备，包括蒸发槽、冷凝器、真空泵等。

（5）进行设备布置：根据选定的设备尺寸和工艺要求，进行设备的布置，并确定管道连接、控制系统和安全设备等。

4.设计注意事项（1）蒸发器的设计要充分考虑到溶液的性质和工艺要求，确保设备的稳定运行和优良的工艺效果。

（2）在设计过程中要注意热量的平衡，合理配置热源和冷凝器，确保热量的充分利用和回收。

【毕业论文】三效蒸发器的设计__化工原理课程设计化工原理课程设计字符说明- 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- 4 -五、蒸发器选型- 4 -第二节蒸发装置设计任务- 5 -一、设计题目- 5 -二、设计任务及操作条件 - 5 -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 -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 -七、计算结果- 12 -第四节蒸发器的主要结构尺寸计算- 12 -一、加热管的选择和管数的初步估计- 12 -二、循环管的选择 - 12 -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 -第五节蒸发装置的辅助设备 - 15 -一、气液分离器- 15 -二、蒸汽冷凝器- 15 -三淋水板的设计- 16 -【参考文献】- 17 -字符说明第一节概述一．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。

第一章设计方案的确定1.1蒸发操作条件的确定1.11 加热蒸汽压强的确定因加热是必须考虑加热温度的上限和下线，被蒸发的溶液有一上限值，超过温度上限值，会使得物料变质，导致失去本有的物性，这是一个重要的指指标，也是确定物料加热蒸汽压强的依据，蒸发是一个消耗大量加热蒸汽而又产生大量二次蒸汽的过程。

再者从节能观点出发，应充分利用二次蒸汽作为其它加热热源，同时要求蒸发装置能够提供温度较高的二次蒸汽，这样既可以减少锅炉产生蒸汽和蒸汽的消耗量，又可减速少末效进入冷凝器的二次蒸汽量，提高了蒸汽利用率。

因此，我们应该尽可能采用温度较高的蒸汽。

通常所用饱和蒸汽的温度不超过180℃，超过时相应的压强就很高，这将增加加热的设备费和操作费。

一般的加热蒸汽压强在400～800kPa范围内，本设计加热蒸汽压强选用700kPa。

1.1.2 冷凝器压强的确定如果第一效用较高压强的加热蒸汽，则末效可以采用常压蒸发，此时末效产生的二次蒸汽具有较高的温度，可以全部利用。

因而各效操作温度高时，溶液黏度低，传热好。

若一效加热蒸汽压强低，末效应采用真空操作。

此时各效二次蒸汽温度低，进入冷凝器冷凝需消耗大量冷却水，而且溶液粘度大，传热差。

通常冷凝器的最大真空度为80～90kPa。

此次设计冷凝器压强真空度取为85kpa则采用20kPa。

1.2 蒸发流程的确定在化工生产中，大多数蒸发器都是利用饱和水蒸汽作为加热介质，因而蒸发器中热交换的一方是饱和水蒸汽冷凝，另一方是溶液的沸腾，所以传热的关键在于料液沸腾一侧。

要适应各种不同物料的蒸发浓缩，出现了各种不同结构型式的蒸发器，而且随着生产，技术的发展，其结构在不断改进和更新。

工业中常用的间壁式传热蒸发器，按溶液在蒸发器中的流动特点，可分为循环型（中央循环管式，悬筐式，外加热型，列文式，强制循环形等）和单程型（升膜式，降膜式，升－降膜式，刮板式等）两大类型。

蒸发器在结构上必须有利于过程的进行，为此在选用时应考虑以下原则：1.尽量保证较大的传热系数，满足生产工艺的要求；2.生产能力大，能完善分离液沫，尽量减慢传热面上垢层的生成；3.构造简单，操作维修和清洗方便，造价低，使用寿命长；4.能适应所蒸发物料的一些工艺特性（如粘度，起泡性，热敏性，结垢性，腐蚀性等）。

化工原理课程设计B 题目：KNO3水溶液三效并流加料蒸发装置的设计化工原理课程设计任务KNO3水溶液三效并流加料蒸发装置的设计摘要蒸发器可广泛用于医药、食品、化工、轻工等行业的水溶液或有机溶媒溶液的蒸发,特别适用于热敏性物料(例如中药生产的水、醇提取液等)。

同时，蒸发操作也可对溶剂进行回收。

随着工业蒸发技术的发展，蒸发器的结果和型式也不断的改进。

目前，蒸发器大概分为两类：一类是循环型，包括中央循环管式、悬筐式、外热式、列文式及强制循环式等；另一类是单程型，包括升膜式、降膜式、升—降膜式等。

这些蒸发器型式的选择，要多个方面综合得出。

现在化工生产实践中，为了节约能源、提高经济效益，很多厂家采用的蒸发设备是多效蒸发。

因为这样可以降低蒸气的消耗量，从而提高蒸发装置的各项热损失。

多效蒸发流程可分为：并流流程、逆流流程、平流流程以及错流流程。

在选择型式时应考虑料液的性质、工程技术要求、公用系统的情况等。

关键词：化工设备；三效蒸发装置；KNO溶液;并流3目录一绪论 (1)二设计任务 (2)2.1设计任务 (2)2.2操作条件 (2)三设计条件及设计方案说明 (2)四物性数据及相关计算 (3)4.1估计各效蒸发量和完成液浓度 (3)4.2估计各效蒸发溶液的沸点和有效总温度差 (4)4.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (5)4.4蒸发器传热面积的估算 (7)4.5有效温度的再分配 (7)4.6重复上述计算步骤 (8)4.7计算结果列表 (11)五主体设备计算和说明 (11)5.1加热管的选择和管数的初步估计 (11)5.2循环管的选择 (11)5.3加热管的直径以及加热管数目的确定 (12)5.4分离室直径和高度的确定 (13)5.5接管尺寸的确定 (14)六附属设备的选择 (16)6.1气液分离器 (16)6.2蒸汽冷凝器 (16)七三效蒸发器主要结构尺寸和计算结果 (18)7.1蒸发器的主要结构尺寸的确定 (18)7.2气液分离器结构尺寸的确定 (18)7.3 蒸汽冷凝器主要结构的确定 (19)八设计心得 (20)九参考文献 (20)十附录 (21)附录A：并流加料三效蒸发器的物料衡算和热量衡算示意图 (21)附录B：并流加料蒸发流程 (22)一、绪论蒸发是使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸气，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作。

三效蒸发的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握三效蒸发的概念、原理及影响因素；2. 了解三效蒸发在工业、农业及日常生活中的应用；3. 掌握三效蒸发的计算方法和实验技能。

技能目标：1. 培养学生运用三效蒸发知识解决实际问题的能力；2. 提高学生实验操作、数据分析和处理的能力；3. 培养学生团队合作、沟通交流的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对三效蒸发技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 增强学生对节能环保重要性的认识，提高其社会责任感；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，树立正确的价值观。

本课程设计针对初中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合。

通过本课程的学习，使学生能够深入理解三效蒸发的知识，掌握相关技能，并在实际应用中发挥积极作用。

同时，培养学生良好的情感态度和价值观，为其未来的学习和生活奠定基础。

教学要求注重启发式教学，引导学生主动探究、积极思考，提高课堂效果。

课程目标分解为具体学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 三效蒸发的概念与原理：- 蒸发的定义及其在生活中的应用；- 三效蒸发的原理及特点；- 影响三效蒸发效率的因素。

2. 三效蒸发在各个领域的应用：- 工业上三效蒸发的应用案例；- 农业上三效蒸发的应用实例；- 三效蒸发在节能环保方面的作用。

3. 三效蒸发的计算方法与实验：- 蒸发量的计算公式；- 三效蒸发系统的设计原理；- 实验操作步骤及注意事项。

4. 三效蒸发案例分析：- 分析实际案例，了解三效蒸发在工程中的应用；- 讨论案例中存在的问题及解决方法；- 案例对学生实验操作的启示。

教学内容依据课程目标，结合课本相关章节，进行科学、系统地组织和安排。

教学大纲明确教学内容、进度和教材章节，确保学生能够循序渐进地掌握三效蒸发的相关知识。

具体教学内容与课本关联，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

三、教学方法本课程采用多样化的教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高课堂参与度和主动性。

味精厂硫酸铵废液三效蒸发设备的设计论文引言在味精生产过程中，硫酸铵废液是不可避免产生的一种废液。

为了减少环境污染和资源浪费，科学合理地处理废液变得非常重要。

本文将在此背景下，对味精厂硫酸铵废液三效蒸发设备进行设计，旨在最大程度地回收废液中的重要成分并降低废液处理的成本。

设备工艺流程味精厂硫酸铵废液三效蒸发设备的工艺流程如下：1.进料：将硫酸铵废液通过预处理系统送入蒸发设备。

2.一效蒸发器：经过预处理的废液进入一效蒸发器，在真空条件下，通过将废液加热蒸发，使其中的水分蒸发出去。

蒸发后的气体通过冷凝器冷却、凝结形成液体。

3.二效蒸发器：一效蒸发器产生的液体进入二效蒸发器，再次通过加热蒸发，继续去除废液中的水分。

同样地，蒸发后的气体通过冷凝器冷却、凝结形成液体。

4.三效蒸发器：二效蒸发器产生的液体进入三效蒸发器。

通过再次加热蒸发，废液中的水分进一步被去除。

此时，蒸发后的气体通过冷凝器冷却、凝结形成液体。

5.浓缩液处理：经过三效蒸发器处理后，蒸发设备出口的浓缩液中富含硫酸铵等重要成分。

这部分浓缩液被回收，进行进一步的处理和利用。

6.废气处理：三效蒸发器产生的废气进入废气处理系统，经过净化处理后，排放无害物质，符合环保要求。

设计参数为了实现高效的废液处理，以下是味精厂硫酸铵废液三效蒸发设备的设计参数：•废液进料量：每小时1000L•蒸发器数量：三效蒸发器•设备材料：采用耐酸碱材料，如不锈钢，确保设备的耐腐蚀性能。

•设备压力：在真空条件下运行，保证蒸发过程中的稳定性和安全性。

•能耗：设备应尽量降低能耗，提高能源利用效率。

设备设计流程味精厂硫酸铵废液三效蒸发设备的设计流程如下：1.确定设计参数：根据味精厂的废液产量和处理需求，确定废液进料量和设备数量，并选择合适的材料和操作条件。

2.设备结构设计：根据设备的工艺流程和运行要求，设计三效蒸发设备的结构，包括蒸发器、冷凝器、加热器等。

3.热力设计：根据设备所需的热量，设计合适的加热器，并考虑热能的回收利用，提高能源利用效率。

化工原理课程设计字符说明 ........................................................................................................................................................... - 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 ........................................................................................................................................... - 4 -五、蒸发器选型 ....................................................................................................................................... - 4 - 第二节蒸发装置设计任务.............................................................................................................................. - 5 -一、设计题目 ........................................................................................................................................... - 5 -二、设计任务及操作条件........................................................................................................................ - 5 - 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 -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............................................................................................................................ - 9 -六、重复上述计算步骤.......................................................................................................................... - 10 -七、计算结果 ......................................................................................................................................... - 11 - 第四节蒸发器的主要结构尺寸计算.................................................................................................... - 12 -一、加热管的选择和管数的初步估计.................................................................................................. - 12 -二、循环管的选择 ................................................................................................................................. - 12 -三、加热室直径及加热管数目的确定.................................................................................................. - 12 -四、分离室直径与高度的确定.............................................................................................................. - 13 -五、接管尺寸的确定 ............................................................................................................................. - 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 -三淋水板的设计 ................................................................................................................................... - 16 - 【参考文献】 ......................................................................................................................................... - 17 -字符说明)./(////)./(22C m W K kg J h mh s m g f h kg F h kg D mD 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，-︒-∆︒--------εαCC m W m kg X x hkg W h kg W m V s m V s m m U S )./(////)./(233333 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 Ct m S W C m R kg kJ r R W Q m W q P Pa p n n s m kg M mL e r //).(//)../(222 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 mN sPa C m W min max //.)./(3ϕφρσμλη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。