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KNO3水溶液三效并流蒸发系统设计书第一章. 概述1.1蒸发操作的特点从上述对蒸发过程的简单介绍可知，常见的蒸发时间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。
但和一般的传热过程相比，蒸发操作又有如下特点 :(1)沸点升高蒸发的溶液中含有不挥发性的溶质，在港台压力下溶液的蒸气压较同温度下纯溶剂的蒸汽压低，使溶液的沸点高于纯溶液的沸点，这种现象称为溶液沸点的升高。
在加热蒸汽温度一定的情况下，蒸发溶液时的传热温差必定小于加热纯溶剂的纯热温差，而且溶液的浓度越高，这种影响也越显著。
(2)物料的工艺特性蒸发的溶液本身具有某些特性，例如有些物料在浓缩时可能析出晶体，或易于结垢；有些则具有较大的黏度或较强的腐蚀性等。
如何根据物料的特性和工艺要求，选择适宜的蒸发流程和设备是蒸发操作彼此必须要考虑的问题。
(3)节约能源蒸发时汽化的溶剂量较大，需要消耗较大的加热蒸汽。
如何充分利用热量，提高加热蒸汽的利用率是蒸发操作要考虑的另一个问题。
1.2蒸发操作的分类按操作的方式可以分为间歇式和连续式，工业上大多数蒸发过程为连续稳定操作的过程。
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、加压或减压蒸发。
真空蒸发有许多优点：（1）在低压下操作，溶液沸点较低，有利于提高蒸发的传热温度差，减小蒸发器的传热面积；（2）可以利用低压蒸汽作为加热剂；（3）有利于对热敏性物料的蒸发；（4）操作温度低，热损失较小。
在加压蒸发中，所得到的二次蒸汽温度较高，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。
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。
前言本课程设计书在高俊老师主编的《化工原理课程设计》的详细介绍的基础上，经学生认真思考计算编制而成。
《化工原理课程设计》一书是在内蒙古工业大学多年来化工原理课程设计教学的基础上，经过内蒙古工业大学化工原理教学团队的不懈努力，结合内蒙古工业大学化工原理教学实践与人才培养的需求，为内蒙古工业大学化工学院各专业进行化工原理课程设计作为参考而编写的教材。
本设计书根据化工原理课程设计的一般要求，以及蒸发装置流程方案的确定原则﹑物料和热量衡算﹑主要设备工艺尺寸的计算，其内容包含氢氧化钠的三效蒸发装置的规格以及各部分的规格，每一部分都是经过学生详细计算而得。
在本设计书中会向大家详细介绍三效蒸发装置的详细计算过程，在阅读的过程中会有细小的误差，但不会影响对设计的理解。
在设计书的后面会有装置与流程的简图，以便读者更好的理解。
由于编者水平有限，书中可能存在一些错漏和缺陷，希望读者多多谅解，谢谢。
目录第一章.设计方案简介...................................................................................................... - 1 -1.1蒸发器操作条件的确定........................... 错误！未定义书签。
1.2蒸发器的类型及其选择........................... 错误！未定义书签。
1.3多效蒸发效数的确定............................. 错误！未定义书签。
1.4多效蒸发流程的选择............................. 错误！未定义书签。
第二章.三效并流蒸发设计计算.........................................- 4 -2.1 估计各效蒸发量和完成液浓度.................................- 4 -2.2 估计各效液的蒸汽温度T ......................................- 4 -2.2.1 求各效因溶液沸点而引起的温度损失Δ’...................- 5 -2.2.2 求由于液柱静压力而引起的温度损失Δ’’..................- 6 -2.2.3 由流动阻力引起的温差损失Δ＇＇＇.........................- 7 -2.2．4 各效料液的温度和有效总温差...........................- 8 -2.3 加热蒸气消耗量和各效蒸发水量的初步计算......................- 8 -2.4 蒸发器传热面积估算........................................- 10 -2.5 有效温差的再分配..........................................- 11 -2.6 重复上述步骤..............................................- 11 -2.6.1 计算各效料液的质量分数................................- 11 -2.6.2 计算各效料液温度.....................................- 12 -2.6.3 各效热量衡算.........................................- 13 -2.6.4 蒸发器传热面积计算...................................- 15 -2.7 有效温差的再分配..........................................- 16 -2.8 重复上述步骤..............................................- 16 -2.8.1 计算各效料液的质量分数................................- 16 -2.8.2 计算各效料液温度.....................................- 16 -2.8.3 各效热量衡算.........................................- 18 -2.8.4 蒸发器传热面积计算...................................- 20 -2.9 计算结果列表..............................................- 21 -2.10.蒸发器的主要结构尺寸的计算................................- 21 -2.10.1 加热管的选择和管数的初步估算 ....................... - 21 -2.10.2 循环管的选择 ....................................... - 22 -2.10.3 加热室直径及加热管数目的确定 ....................... - 22 -2.10.4 分离室直径和高度的确定 ............................. - 22 -2.10.5 接管尺寸的确定 ..................................... - 23 - 第三章．三效蒸发器结构尺寸结果汇总 ................................ - 25 - 第四章．对设计的评述 .............................................. - 26 - 参考文献 .......................................................... - 27 - 谢辞 .............................................................. - 28 -第一章.设计方案简介1.1蒸发操作条件的确定蒸发操作条件的确定主要指蒸发器加热蒸汽的压强（或温度）、冷凝器的操作压强（或温度）的选定。
【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。
NaOH 水溶液三效并流蒸发装置的设计方案符号说明)./(////)./(p 22C m W K kgJ h mh s m g f hkg F hkg D mD md C kg kJ C mb i ︒---------︒--总传热系数，二次蒸汽的焓，高度，重力加速度，校正系数原料液流量，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溶质的质量分率质量流量，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 mkg X x hkg Ws hkg W m V sm V s m m U S )./(////)./(233333a //).(//)../(222c P p sm u CT mt Ct m S WC m R kgkJ r R WQ m W q P Pap n n s m kg M mL A e r 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，雷诺系数总传热速率，热通量，普朗特准数绝对压力，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，--︒--︒--︒-----------水流收缩系数管材质的校正系数密度，粘度，导热系数，热利用系数---⋅-︒--ϕφρμλη3/)./(mkg sPa C m W一、蒸发装置设计任务书1.1 设计题目NaOH 水溶液蒸发装置的设计1.2 设计任务及操作条件（1）设计任务处理量（ ）： 37083.3 （kg/h ）原料液浓度（ ）： 12% 质量分率产品浓度（）： 40% 质量分率 （2）操作条件 加料方式： 三效并流加料原料液温度： 第一效沸点温度各效蒸发器中溶液的平均密度：ρ1=1014kg/m 3，ρ2=1060kg/m 3，ρ3=1239kg/m 3加热蒸汽压强： 500kPa（绝压），冷凝器压强为 15kPa（绝压）各效蒸发器的总传热系数：K1=1500W/（m2·K），K2=1000W/（m2·K），K3=600W/（m2·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。
目录第1章设计题目 .................................................................................................... - 3 -1.1设计题目................................................................................................. - 3 -1.2设计任务及操作条件............................................................................. - 3 -1.2.1 设计任务........................................................................................... - 3 -1.2.2 操作条件........................................................................................... - 3 -1.2.3 设备型式........................................................................................... - 3 -1.2.4 厂址........................................................................................... - 3 -1.2.5 工作日............................................................................................... - 4 - 第2章设计说明 .................................................................................................... - 4 -2.1设备在生产中的作用............................................................................. - 4 -2.2工艺流程示意图..................................................................................... - 4 -2.3选用理由、依据、优缺点..................................................................... - 5 -2.3.1 选用理由........................................................................................... - 5 -2.3.2 选用依据........................................................................................... - 5 -2.3.3 优缺点............................................................................................... - 5 -2.4设计中遇到的特殊问题及解决方法..................................................... - 5 - 第3章工艺计算 .................................................................................................... - 6 -3.1蒸发器的设计步骤................................................................................. - 6 -3.2各效蒸发量和完成液浓度的估算......................................................... - 6 -3.3溶液沸点和有效温度差的确定............................................................. - 7 -3.3.1 由于溶质的存在而引起沸点升高所带来的温度差损失∆........... - 8 -3.3.2 由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失∆'' ......................... - 9 -3.3.3 由流动阻力而引起的温度差损失∆'''........................................... - 10 -3.3.4 各效溶液的沸点和有效总温度差................................................. - 10 -3.4加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算................................... - 11 -3.5估算蒸发器的传热面积....................................................................... - 13 -3.6温差的重新分配与试差计算............................................................... - 14 -3.6.1 新分配各效的有效温度差............................................................. - 14 -3.6.2 重复上述计算步骤......................................................................... - 15 -3.6.3 蒸发器的传热面积计算................................................................. - 15 -3.7各效计算结果 .................................................................................................... - 14 -第4章设备结构设计 .......................................................................................... - 18 -4.1加热管的选择和管束的初步估计....................................................... - 19 -4.1.1 中央循环管直径的选择................................................................. - 19 -4.1.2 加热室直径及加热管数目的确定................................................. - 20 -4.1.3 分离室直径和高度的确定............................................................. - 21 -4.2接管尺寸的确定................................................................................... - 22 -4.2.1 溶液的进出口管............................................................................. - 23 -4.2.2 加热蒸汽与二次蒸汽接管.................................. 错误！未定义书签。
化⼯原理课程设计——三效逆流蒸发器.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、设计任务及操作条件1.处理能⼒2.5×104吨/年NaOH⽔溶液2.设备形式蒸发器3.操作条件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．各效传热系数分别为：K1=3000 W/(m2·℃)K2=1500 W/(m2·℃)K3= 750W/(m2·℃)d．各效蒸发器中的液⾯⾼度：1.5-2.5m。
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.主要辅助设备选型，包括预热器、汽液分离器及蒸汽冷凝器。
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蒸发操作的特点 (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.蒸发装置辅助设备选型 (30)4.探索使⽤Aspen Plus设计蒸发器⽅法 (33)5.后记 (35)1、概述1.1蒸发操作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，溶液浓缩得到浓溶液的过程。
1.1.1蒸发的基本流程蒸发过程的两个必要组成部分是加热溶剂使⽔蒸⽓汽化和不断除去汽化的⽔蒸⽓，前⼀部分在蒸发器内进⾏，后⼀部分在冷凝器完成。
化工原理课程设计说明书目录一前言 (3)二设计任务 (4)三概述 (5)3.1蒸发及蒸发器简介 (5)3.2蒸发设备简介 (5)3.3 设计方案简介 (6)四主要设备的工艺设计计算 (6)4.1估计各效蒸发量和完成液浓度 (7)4.2估计各效蒸发溶液的沸点和有效总温度差 (7)4.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (9)4.4蒸发器传热面积的估算 (10)4.5有效温度的再分配 (11)4.6重复上述计算步骤 (12)4.7计算结果列表 (14)五主体设备计算和说明 (15)5.1加热管的选择和管数的初步估计 (15)5.2循环管的选择 (15)5.3加热管的直径以及加热管数目的确定 (16)5.4分离室直径和高度的确定 (16)5.5接管尺寸的确定 (17)六附属设备的选择 (15)6.1气液分离器 (19)6.2蒸汽冷凝器 (20)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 (21)7.2 气液分离器结构尺寸的确定 (21)八符号单位说明 (22)九参考文献 (22)十设计总结 (23)十一附录 (24)附录1：并流加料蒸发流程 (24)附录 2：并流加料三效蒸发器的物料衡算和热量衡算示意图 (25)一前言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。
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。
蒸发有它独特的特点：从传热方面看，原料液和加热蒸气均为相变过程，属于恒温传热；从溶液特点分析，有的溶液有晶体析出、易结垢、易生泡沫、高温下易分解或聚合、粘度高，腐蚀性强；从传热温差上看，因溶液蒸气压降低，沸点增高，故传热温度小于蒸发纯水的温度差；从泡沫夹带情况看，二次蒸气夹带泡沫。
需用辅助仪器除去；从能源利用上分析，可以对二次蒸气重复利用……这就要求我们从五个方面考虑蒸发器的设计。
广东石油化工学院食品工程原理课程设计题目年处理量为4.1万吨NaOH三效蒸发器的设计教学院学生学号 111111111指导教师 dddddddd2016年1月3日目录课程设计任务书 (1)第一章前言 (3)1蒸发及蒸发流程 (3)2蒸发操作的分类 (3)3蒸发操作的特点 (4)4 蒸发设备 (4)5蒸发器的选择 (5)6 蒸发操作的分类 (5)第二章工艺计算 (7)2.1 估计各效蒸发量和完成液浓度 (7)2.2 估计各效溶液的沸点和有效总温差 (7)2.2.1各效由于溶液的沸点而引起的温度差损失'∆ (8)2.2.2由于液注静压力而引起的沸点升高''∆ (8)2.2.3 由流动阻力而引起的温度差损失'''∆ (10)2.2.4各效料液的温度和有效总温差 (10)2.3加热蒸汽的消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (10)2.4 蒸发器的换热面积的估算 (11)2.5有效温差的再分配 (12)2.6 重复上述计算步骤 (13)2.6.1 计算各效料液的浓度 (13)2.6.2计算各料液的温度 (13)2.6.3 各效的热量衡算 (14)2.6.4 蒸发器传热面积的计算 (15)2.7 计算结果总汇表 .................................................................... 错误！未定义书签。
第三章蒸发器的主要结构尺寸 (17)3.1加热管的选择和管数的初步估计 (16)3.2循环管的选择 (17)3.3加热室直径及加热管数目的确定 (17)3.4分离室直径与高度的确定 (17)3.5.2 溶液进出口 (18)3.5.3 冷凝水出口 (19)第四章设计结果汇总表 (20)第五章设计说明与讨论 (22)结束语 (23)参考文献 (24)附录 (25)课程设计任务书1．设计题目：NaOH-水溶液蒸发装置的设计2．设计数据说明（1）0.5万吨/年（原料）： 7000吨/年＋ 34×1000吨/年=41000吨/年（2）年开工时：一年开工按280天计，每天工作时间24小时。
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）。
第一章蒸发方案的确定1.1 加热蒸汽压的确定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。
通常被蒸发的溶液有一个允许的最高温度，从节能观点出发，应充分利用二次蒸汽作为后续蒸发过程或者其他加热用的热源，因此采用较高温度的饱和蒸汽作为加热蒸汽是有利的，但通常所用饱和蒸汽温度不超过180℃，超过时相应的压强，这将增加加热的设备费用和操作费用。
所以加热蒸汽压强在400-800℃范围之内。
故选择加热蒸汽压强500kPa(绝)。
1.2 冷凝器操作压强的确定若一效采用较高压强的加热蒸汽，则末效可采用常压或加压蒸发，此时末效产生的二次蒸汽具有较高温度，可以全部利用。
而且各效操作温度高时，溶液粘度低，传热效果好。
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。
故冷凝器操作压强为20kPa（绝）。
1.3 蒸发器的类型蒸发器有很多类型，在结构和操作上必须有利于蒸发过程的进行，选型时考虑一下原则：1.尽量保证蒸发过程具有较大的传热系数，满足生产工艺过程的要求；2.生产能力大，能完善分离液沫，尽量减缓传热壁面上污垢的形成；3.结构简单，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特殊工艺特性根据以上原则选择中央循环管式蒸发器，其加热室由垂直的加热管束构成，在管束中央有一根直径较大的管子，称为中央循环管，其截面积为加热管束总截面积的40%-100%。
当壳程的管间通入蒸汽加热时，因加热管（细管）内单位体积的受热面积大于中央循环管（粗管）内液体的受热面积，因此粗、细管内液体形成密度差，加之加热细管内蒸汽的抽吸作用，从而使得溶液在中央循环管下降、在加热管内上升的连续自然流动。
溶液在粗细管内的密度差越大，管子越长，循环速度越大。
主要的是溶液的循环流动提高了沸腾表面传热系数，强化了蒸发过程。
且这种蒸发器结构紧凑，制造方便，传热较好，操作可靠等优点，因此选择中央循环管式蒸发器。
1.4 蒸发效数的确定在多效蒸发中，将前一效的二次蒸汽作为后一效的加热蒸汽加以利用，可节省生蒸汽的消耗量，故为充分利用热能，生产中一般采用多效蒸发。
除此之外，受到经济和技术上的限制，效数过多经济上不合算，技术上蒸发操作将难以进行。
也为了保证传热的正常进行，各效的有效传热温度差不能小于6-10℃.且此次蒸发溶液12%NaOH为电解质溶液，故选择蒸发效数为3效。
1.5 蒸发流程的选择多效蒸发的操作流程根据加热蒸汽与料液的流向不同，可分为并流、逆流、平流及错流四种。
并流法亦称顺流法，是指料液和蒸汽呈同向流动的蒸发过程。
因为各效之间有比较大的压强差，料液能自动从前效进入后效，可以省去输送物料泵，前效的温度高于后效，料液能自动从前效进入后效，可省去输送物料泵；前效温度高于后效温度，料液从前效进入后效处于过热状态，可以产生自蒸发；且并流法结构紧凑、操作简便、应用广泛。
但由于后效较前效温度低、浓度大，因而逐效料液的粘度增加，导致传热系数下降。
因此并流法操作通常适用于溶液粘度岁浓度变化不大的料液蒸发。
逆流法即料液于蒸汽呈逆流操作。
随着料液浓度的提高，其温度相应提高，使料液粘度增加较小，各效的传热系数相差不大，故可生产较高浓度的浓缩液。
因而逆流法操作适用于粘度较大的料液蒸发，但由于逆流操作需设置效间料液输送泵，动力消耗较大，操作也较复杂。
此外对浓缩液在高温时易分解的料液，不宜采用此流程。
平流法即各效都加入料液，又都引出浓缩液。
此法除可用于有结晶析出的料液外，还可用于同时浓缩两种以上的不同水溶液。
错流法亦称混流法，它是并，逆流的结合。
其特点是兼有并，逆流的优点而避免其缺点，但操作复杂，控制困难，应用不多。
综合比较，选择并流蒸发流程。
1.6 进料温度的选择进蒸发器料液温度的高低直接影响到蒸发器中的传热情况和蒸发器传热面积的大小，生产上通常为了节约蒸汽用量和提高传热效果，在进蒸发器之前利用可回收的低温热源将料液预热到接近或者达到沸点状态，以实现节能消耗。
故选择沸点进料。
1.7 设计条件总述加热蒸汽压强500kPa(绝)，冷凝器操作压强为20kPa（绝）并流三效蒸发沸点进料第二章蒸发过程的工艺计算多效蒸发工艺计算的主要项目有：加热蒸汽消耗量、各效水分蒸发量及各效蒸发器的传热面积。
变量之间的各效关系受物料衡算、热量衡算、传热速率方程以及相平衡方程式等基本关系支配。
以三效并流加热蒸发为例，采用试差法计算。
假设：（1）冷凝液饱和温度排出 （2）无额外蒸汽排出 （3）K 值的选取 （4）多效传热面积相等2.1 各效蒸发量和完成液组成的估算原料液含 NaOH 浓度12%，完成液含NaOH 浓度34%。
已知原料液量为45kt/a ；，沸点进料。
加热介质采用500kPa(绝压)的饱和水蒸气，冷凝器操作压力为20kPa(绝压)。
三效的传热系数分别为K 1 =1500W/(m2·℃)，K 2 =1000W/(m2·℃), K 3 =600W/(m2·℃),原料液比热容为3.77KJ/(Kg ·℃),各效蒸发器中液面高度为2m 。
各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。
假设各效转热面积相等，并忽略热损失。
每年按330天计算，每天24小时连续运行。
原料液进料流量： 450000005681.82/33024F kg h ==⨯总蒸发量：030.12(1)5681.2(1)3676.47/0.34X W F kg h X =-=⨯-= 并流加料蒸发，1:1:1::321=W W W1233676.471225.49/3W W W kg h ==== 初估各校完成液的浓度：15681.8212%0.1535681.821225.4901FX X F W ⨯===--2215681.8212%0.2085681.21225.4920FX X F W W ⨯===---⨯30.34X =2.2 溶液沸点和有效温度差的确定各效间的压强降相等：135002016033P P P KPa --∆=== '11'2'350016034018020P P P KPaP KPa P KPa=-∆=-===由各效的二次蒸汽压强查相应的二次蒸汽的温度和汽化热，见表2-1表2-1 二次蒸汽的温度和汽化热2.2.1由于溶液蒸汽压下降引起的温度差损失多效蒸发中各效温度差损失的计算可用：''''''∆+∆+∆=∆'∆为溶液沸点升高引起的温度差损失 ''∆为液层静压效应引起的温度差损失'''∆为蒸汽流动中的阻力和热损失而引起的温度差损失校正系数法: '0'∆=∆f'0∆——常压下由于溶液蒸汽压下降引起的温度差损失，100'0-=∆a tf ——校正系数，无因次一般取''12730162.0rT f += '1T ——操作压强下水的沸点，℃'r ——操作压强下二次蒸汽的汽化潜热，kJ/kg()()'''11'273137.72730.01621000.0162105.4100 6.8582155.46aT f t r ++∆=∆=-=-= 其他数据及计算结果见表2-2表2-2 数据及计算结果2.2.2由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失由于蒸发器操作时，蒸发器内部需要维持一定的液位，因而溶液内部压强将大于液面上方的压强，致使溶液的实际沸腾温度较液面高，两者之差即为因溶液静压强引起的温差损失。
根据流体静力学方程，液层的平均压力为：'2m gLp p =+ρ式中Pa p m 液层的平均压力，--'3ag /2m p P k m L ρ------液面处的压力，即二次蒸汽的压力，溶液的平均密度，液层高度，；各浓度下溶液密度见下表 1323331167.49.82340351.442101224.39.821801922101369.79.822033.42210m m m p kpap kpap kpa ⨯⨯=+=⨯⨯⨯=+=⨯⨯⨯=+=⨯ m p 对应的水的温度及'p 对应的水的沸点见表2-3表2-3 m p 对应的水的温度及'p 对应的水的沸点2.2.3由管道流动阻力产生的压强降所引起的温度差损失在多效蒸发中，各效二次蒸汽从上一效的蒸发室流动到下一效加热室时，由于管道阻力使其压强降低，致使蒸汽的饱和温度相应降低，由此引起的温度差即为管道流动阻力产生的压强降所引起的温度差损失根据经验，通常取1'''3'''2'''1=∆=∆=∆℃2.2.4各效料液的温度和有效总温差''''''1111 6.858 1.11418.998∆=∆+∆+∆=++=℃ ''''''22239.2796 3.59113.8696∆=∆+∆+∆=++=℃ ''''''333315.48899.31125.7989∆=∆+∆+∆=++=℃所以各效沸点为 1137.78.998146.7t =+=℃ 1151.7146.75t ∆=-= ℃ 2116.613.8696130.47t =+=℃ 2137.7130.477.23t ∆=-=℃ 360.125.798985.9t =+=℃ 3116.685.930.7t ∆=-=℃2.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算对第i 效进行焓衡算，并计入溶液的浓缩热及蒸发器的损失时，第i 效的蒸发量的计算式为'1110)(i i n i i pw n p i i i i r t t C W FC r D W ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=∑-=-η式中：i D ——第i 效的加热蒸汽量，kg/h'i i r r ，——为第i 效加热蒸汽的汽化热，kJ/kg0p C ——为原料液的比热，kJ/（kg ℃）, 0p C =3.77 kJ/（kg ℃） pw C ——为水的比热，kJ/（kg ℃）, pw C =4.18 kJ/（kg ℃） 1-i i t t ，——分别为第i 效及第i-1效溶液的沸点，℃i η——为第i 效的热利用系数，对NaOH 水溶液蒸发，η=0.98-0.7∆x各效的热利用系数：10.980.7(0.1530.12)0.9569η=-⨯-= 20.980.7(0.20470.153)0.9438η=-⨯-= 30.980.7(0.340.2047)0.8853η=-⨯-= 根据水蒸汽表，查各压强下的汽化热见表2-4。
