三效并流蒸发器的设计讲解

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 2m axm inS 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]。

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。

结构与要求
较简单
简单
水量 其他
较大 孔易堵塞
较大
较大 适用于腐蚀性 蒸气的冷凝
4、辅助设备结构尺寸设计
4.3封头尺寸的确定
（1）顶部封头 由《化工设备课程设计指导》[4]第21页可知，中低压化 工设备上经常使用的封头（或顶盖）大多为标准的椭圆形
封头。
所以本次设计顶盖选用标准椭圆形封头。
见《化工设备机械基 础》[5]第214页。
2、工艺计算蒸发器传热面积
多效蒸发的计算一般采用迭代计算法。
1、初步估 计各效蒸发 量和完成液 组成
见《化工单元操作课程设 计》[3]第85～90页。
2、估算各 效溶液沸 点和有效 总温差
确定各效 传热面积
ε≧0.05
3、根据热 量衡算求个 小的蒸发量 和传热速率
4、根据传 热速率方程 式计算各效 的传热面积
4、辅助设备结构尺寸设计
（2）底部封头 由《化工设备机械基础》[5]第217页可知，锥形封头
广泛用于立式容器底部以便于卸除物料。为解决边界应
力，最好的办法是在圆柱形壳体与锥形壳体之间加上一 个过渡圆弧。 所以本次设计选用带直边和折边的锥形封头。
见《化工设备机械基 础》[5]第217页。
5、设计结果汇总
5、设计结果汇总
蒸汽冷凝器结构尺寸设计
冷凝器类型 冷却水量 冷凝器的直径 淋水板数 淋水板间距 L1 淋水板间距 L2 淋水板间距 L3 淋水板间距 L4 弓形淋水板的宽度 淋水板堰高 淋水板孔径 最上层板的实际淋水孔数 其他各板的实际淋水孔数 多层多孔式冷凝器
63.75m3 / h
460 mm 5 0.462 m 0.323m 0.226 m 0.158 m 391mm / 280 mm 40 mm 10 mm 356 340

设计题目：NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计设计者：设计日期：年月日审核：2009级化工单元操作课程设计任务书一、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 3.96×104吨/年NaOH水溶液2.设备形式中央循环管式蒸发器3.操作条件(1) NaOH水溶液的原料液浓度为5%。

完成液浓度为25%，原料液温度为第一效沸点温度，原料液比热为3.7KJ(kg·℃)，各效蒸发器中溶液的平均密度为：ρ1=1014kg/m3，ρ2=1060 kg/m3，ρ3=1239 kg/m3；(2)加热蒸气压强为500kPa（绝压），冷凝器压强为15 kPa（绝压）：(3)各效蒸发器的总传热系数：Ｋ1=1500Ｗ/(m2·℃)，Ｋ2=1000Ｗ/(m2·℃)，Ｋ3=600Ｗ/(m2·℃)；（4）各效蒸发器中页面的高度：1.5m；（5）各效加热蒸气的冷凝液均在饱和温度下下排出，假设各效传热面积相等，并忽略热损失；（6）每年按330天计算，每天24小时运行。

三、设计项目（1）设计方案简单，对确定的工艺流程及蒸发器形式进行简要论述；（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NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的流程及蒸发器设备工艺简图；（5）对本设计的评述1目录（一）蒸发器的形式、流程、效数论证..................（二）工艺计算......................................（三）蒸发器主要工艺尺寸的设计计算..................（四）设计感想......................................（五）设计图纸......................................2（一）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。

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。

三效蒸发设计手册三效蒸发设计手册旨在为设计人员提供关于三效蒸发器的设计指南和操作规范。

该手册详细介绍了三效蒸发器的原理、特点、应用范围以及设计计算等内容。

一、三效蒸发器原理三效蒸发器是一种利用蒸发原理进行溶液浓缩和结晶的设备。

其工作原理是将废水的热量通过一效、二效、三效蒸发器的串联方式进行重复利用，以实现废水的低能耗处理。

二、三效蒸发器特点1. 节能高效：三效蒸发器采用串联方式，使加热蒸汽得到充分利用，提高了能源利用率。

2. 处理量大：三效蒸发器具有较大的处理量，可满足大规模废水处理的需求。

3. 自动化程度高：设备采用全自动控制系统，可实现进料、加热、出料等操作的自动化控制。

4. 适用范围广：三效蒸发器适用于多种类型的废水处理，如化工、制药、食品等行业的废水。

三、三效蒸发器应用范围1. 化工行业：可用于处理化工废水中的盐分、有机物等杂质。

2. 制药行业：可用于处理制药废水中的药物残留、有机物等杂质。

3. 食品行业：可用于处理食品加工废水中的盐分、有机物等杂质。

4. 其他行业：如冶金、印染、造纸等行业也可使用三效蒸发器进行废水处理。

四、三效蒸发器设计计算1. 设计原则：根据废水处理的要求和规模，选择合适型号的三效蒸发器，并按照设备结构、工艺流程等因素进行设计计算。

2. 工艺流程：根据废水处理的要求，确定合理的工艺流程。

一般情况下，废水经过一效、二效、三效蒸发器的处理后，可得到浓缩液或结晶物。

3. 设备结构：根据工艺流程和废水性质，选择合适的设备结构，包括加热室、蒸发室、冷凝器等部件的设计和选用。

4. 操作参数：根据实际情况，确定合理的操作参数，如温度、压力、液位等，以保证设备的正常运行和处理效果。

5. 安全措施：为确保设备运行安全，应采取相应的安全措施，如防爆、防腐、防泄漏等措施。

总之，三效蒸发设计手册是进行三效蒸发器设计和操作的必备工具。

通过该手册的指导，设计人员可以更加全面地了解三效蒸发器的原理、特点和应用范围，从而更好地进行设备选型和设计计算，提高废水处理的效率和效果。

. .化工原理课程设计说明书设计题目:氢氧化钠水溶液三效并流加料蒸发装置设计学生：xxx所在班级：xxxxxxx学号：20xxxxxxxxxx设计时间：201x.xx.xx～201x.xx.xx指导教师：罗xx审阅时间：化工原理课程设计任务书(蒸发装置设计)一、设计题目：氢氧化钠水溶液三效并流加料蒸发装置设计二、设计任务及操作条件：1. 处理能力：年处理氢氧化钠水溶液80300 吨。

2．设备型式：中央循环管式蒸发器3．操作条件：(1) 原料液浓度15%，完成液浓度30%，原料液温度15℃；(2) 加热蒸汽压为2atm（表压），冷却真空度为600mmHg。

(3) 各效蒸发器的总传热系数:=2000W/m2.K; K2=1600W/m2.K; K3=760W/m2.K;K1(4) 静压力与阻力引起的温度差损失：第一效△1〞+△1‘‘‘=2℃第二效△2〞+△2‘‘‘=3℃第三效△3〞+△3‘‘‘=7℃(5) 各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。

各效传热面积相等，并忽略热损失。

(6) 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.主要辅助设备设计选型，包括汽液分离器及蒸汽冷凝器。

5.绘图（3＃图纸）：带控制点的工艺流程图及蒸发设备工艺简图。

6.对本设计的评述。

四、参考资料1.理工大学化工原理教研室《化工原理》。

2.XX大学化工原理教研室《化工原理》。

3.国家医药管理局医药《化工工艺设计手册》。

4.《化学工程手册》编辑委委员会：《化学工程手册（第8篇）传热设备及工业生产》、《化学工程手册（第9篇）蒸发与结晶》。

5.贺匡国主编《化工容器及设备简明设计手册》。

6.华东化工学院，大学合编《化工容器设计》。

7.茅晓东，建伟编《典型化工设备机械设计指导》。

目录1.设计方案简介 (4)1.1多效蒸发及其工艺流程 (4)1.2蒸发器简介 (4)2.工艺流程草图及相关符号说明 (5)3.蒸发器的工艺计算 (6)3.1估计各效蒸发量和完成液浓度 (6)3.2估计各效溶液的沸点和总有效传热温差 (6)3.3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (8)3.4 蒸发器传热面积的估算 (10)3.5 有效温差的再分配 (10)3.6 重复上述计算步骤 (10)3.7 有效温差的再分配 (13)3.8 再次重复上述计算步骤 (13)3.9计算结果列表 (16)4.蒸发器的主要结构尺寸设计 (16)4.1 加热管的选择和管数的初步估算 (16)4.2 循环管的选择 (17)4.3加热室直径及加热管数目的确定 (17)4.4 分离室直径和高度的确定 (18)4.5 接口管尺寸的确定 (19)5.主要辅助设备设计选型 (20)5.1 气液分离器的设计选型 (21)5.2 蒸汽冷凝汽的设计选型 (22)6.设计结果一览表 (23)7.设计评述 (24)8.参考资料 (25)9.附图 (25)1.设计方案简介1.1多效蒸发及其工艺流程多效蒸发是指将多个蒸发器串联，是加热蒸汽在蒸发过程中得到多次利用的蒸发流程。

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。

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。

食品工程原理课程设计说明书设计题目：蔗糖水溶液三效并流加料蒸发装置的设计目录1.概述 (1)1.1蒸发及蒸发流程 (1)1.2 蒸发操作的分类 (1)1.3 蒸发操作的特点 (1)1.4 蒸发设备 (2)1.5 蒸发器选型 (3)2.设计任务 (3)2.1设计任务 (3)2.2操作条件 (3)3.设计条件及设计方案说明 (4)4.物性数据及相关计算 (5)4.1蒸发工艺设计计算 (5)4.2估计各效蒸发量和完成液浓度 (5)4.3估计各效蒸发溶液的沸点和有效总温度差 (6)4.4加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (8)4.5蒸发器传热面积的估算 (9)4.6有效温度的再分配 (10)4.7重复上述计算步骤 (10)4.8计算结果列表 (13)5.主体设备计算和说明 (14)5.1加热管的选择和管数的初步估计 (14)5.2循环管的选择 (14)5.3加热室的直径以及加热管数目的确定 (15)5.4分离室直径和高度的确定 (15)5.5接管尺寸的确定 (17)6.辅助设备的选择 (18)6.1气液分离器 (18)6.2蒸汽冷凝器 (19)7.三效蒸发器主要结构尺寸和计算结果 (21)7.1蒸发器的主要结构尺寸 (21)7.2气液分离器结构尺寸 (21)7.3蒸汽冷凝器主要结构 (21)8.心得体会 (22)9.参考文献 (22)1 概述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。

化工原理课程设计《蒸发》单元操作设计任务书班级姓名一、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： 15000 kg/h NaOH水溶液2、物料条件NaOH水溶液的原料液（初始）浓度：X0= 12 %(w) ；浓缩（完成）液浓度： Xn= 38 %(w) ；加料温度：沸点。

（原料液温度为第一效沸点温度）3、操作条件加热蒸汽压强： 500 kPa冷凝器压强： 16 kPa各效蒸发器的总传热系数：K1=1600W/（m2·℃)，K2=1000W/（m2·℃)，K3=600W/（m2·℃)。

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。

各效蒸发器中料液液面高度为：1.5m。

每年按300天计，每天24小时连续运行。

厂址：宁波地区。

三、设备型式蒸发器：中央循环管式蒸汽冷凝器：水喷射式冷凝器四、设计项目(说明书格式)1、封面、任务书、目录。

2、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。

3、蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积。

4、蒸发器的主要结构尺寸设计。

5、主要辅助设备选型：物料泵、蒸汽冷凝器及气液分离器（除沫器）等选型。

6、绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图。

7、对本设计进行评述。

8、参考文献成绩评定指导教师目录1 设计方案简介 (1)1.1 设计方案论证 (1)1.2 蒸发器简介 (1)2 设计任务 (3)2.1 估算各效蒸发量和完成液浓度 (3)2.2 估算各效溶液的沸点和有效总温度差 (3)2.2.1 各效由于溶液沸点而引起的温度差损失 (4)2.2.2 由于液柱静压力而引起的沸点升高（温度差损失） (4)2.2.3 由流动阻力而引起的温度差损失 (5)2.2.4 各效料液的温度和有效总温差 (5)2.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (6)2.4 蒸发器传热面积的估算 (7)2.5 有效温差的再分配 (8)2.6 重复上述计算步骤 (8)2.6.1 计算各效料液浓度 (8)2.6.2 计算各效料液的温度 (9)2.6.3 各效的热量衡算 (10)2.6.4 蒸发器传热面积的计算 (11)2.7 计算结果列表 (12)3 蒸发器的主要结构尺寸的计算 (13)3.1 加热管的选择和管数的初步估算 (13)3.2 循环管的选择 (13)3.3 加热室直径及加热管数目的确定 (13)3.4 分离室直径和高度的确定 (14)3.5 接管尺寸的确定 (14)3.5.1 热蒸汽进口，二次蒸气出口，其中Vs 为流体的体积流量 (14)3.5.2 溶液进出口，因为第一效的流量最大，所以取其为计算量 (14)3.5.3 冷凝水出口 (15)4 蒸发装置的辅助设备的选用计算 (16)4.1 气液分离器 (16)4.1.1 本设计采用的是惯性式除沫器，其主要作用是为了防止损失有用的产品或防止污染冷凝液体。

三效蒸发的工艺流程多效蒸发将几个蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，从而提高热能的利用率，多用于水溶液的处理。

在三效蒸发操作的流程中，第一个蒸发器(称为第一效以生蒸汽作为加热蒸汽，其余两个(称为第二效、第三效均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量。

每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽，故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向依次降低。

依据二次蒸汽和溶液的流向，多效蒸发的流程可分为：①并流流程。

溶液和二次蒸汽同向依次通过各效。

由于前效压力高于后效，料液可借压差流动。

但末效溶液浓度高而温度低,溶液粘度大,因此传热系数低。

②逆流流程。

溶液与二次蒸汽流动方向相反。

需用泵将溶液送至压力较高的前一效，各效溶液的浓度和温度对粘度的影响大致抵消，各效传热条件基本相同。

③错流流程。

二次蒸汽依次通过各效，但料液则每效单独进出，这种流程适用于有晶体析出的料液。

在生蒸汽温度与末效冷凝器温度相同(即总温度差相同条件下，将单效蒸发改为多效蒸发时，蒸发器效数增加,生蒸汽用量减少，但总蒸发量不仅不增加,反而因温度差损失增加而有所下降。

多效蒸发节省能耗，但降低设备的生产强度，因而增加设备投资。

在实际生产中，应综合考虑能耗和设备投资，选定最佳的效数。

烧碱等电解质溶液的蒸发，因其温度差损失大，通常只采用2～3效；食糖等非电解质溶液,温度差损失小,可用到4～6效；海水淡化所蒸发的水量大，在采取了各种减少温度差损失的措施后，可采用20～30效。

三效浓缩器在一、二效分离器内隔板隔出顶部与内腔相通的蒸汽腔，蒸汽腔底部接直管与下一级加热器连接，为二次或三次蒸汽管。

蒸汽从分离器顶部进入蒸汽腔，直接进入下一级加热器。

因蒸汽腔的横截面比一般蒸汽管大得多，直管通入下一级加热器无折转，距离近，大大降低蒸汽阻力，增加流量，提高分离效率。

且因蒸汽腔是位于分离器内，减少了引出蒸汽的热量损失。

一效加热器的疏水管通入分离器的冷凝室，冷凝水从其下排出，避免了蒸汽损失，也解决了疏水器的噪声和污染。

1吨三效蒸发器方案三效蒸发器是一种高效能的蒸发设备，可用于处理各种液体溶液，特别是浓缩高含固体物质的液体溶液。

在本文中，我们将讨论设计一吨三效蒸发器方案所需的详细信息。

首先，让我们了解什么是三效蒸发器。

三效蒸发器是一种多级蒸发设备，通过利用多级蒸发来实现能量的高效利用。

其工作原理是将进料液体输送到蒸发器中，逐级蒸发使液体浓缩，并从最后一个效应中产生低浓度的副产品溶液和蒸汽。

这些副产品可以用于其他过程或废物处理。

设计一吨三效蒸发器方案时，需要考虑以下几个关键因素：1.进料液体的性质：不同的进料液体具有不同的特性，如黏度、密度、溶解度等。

这些特性将决定蒸发器的设计参数，如换热面积、蒸发温度等。

3.材料选择：三效蒸发器需要处理高含固体物质的溶液，因此在选材时必须考虑耐腐蚀性能和耐磨性能。

常用的材料包括不锈钢、镍合金等。

4.设备尺寸和配置：根据处理一吨液体的需求，需要确定蒸发器的尺寸和配置。

常见的三效蒸发器包括多效析取式、多效分离式和多效冷凝式等。

5.热能回收：三效蒸发器的一个重要特点是能够回收和再利用热能。

在设计方案中，应考虑热能回收系统的配置和效率，以提高能源利用率。

在确定了上述关键因素后，可以进行以下步骤来设计一吨三效蒸发器方案：1.确定进料液体的性质，包括浓度、流量、温度等。

3.根据进料液体的性质和蒸发温度，计算所需的换热面积。

4.选择适用的材料和设备尺寸，并根据需求配置设备。

5.设计热能回收系统，以提高能源利用率。

6.进行性能计算和模拟，评估设计方案的可行性和效率。

7.制定施工计划和操作规程，并进行风险评估和安全措施的制定。

苹果汁浓缩过程中三效并流蒸发器的设计方案1 设计说明书在制作果汁中，待处理好原理后，需要将果汁进行浓缩。

现以每天72吨（按8h /天计）的流量将苹果汁固形物为12%的溶液浓缩到40%，原料液在第一效的沸点下加入，料液比热容为()3.20/kJ kg ⋅℃；各效蒸发器中溶液的平均密度分别为：311100/kg m ρ=，321250/kg m ρ=，331300/kg m ρ=。

加热蒸汽绝压为500kPa ，冷凝器的绝压为20kPa 。

根据经验，取各效蒸发器的总传热系数分别为：()211500/K W m =⋅℃，()221000/K W m =⋅℃，()23600/K W m =⋅℃。

各效加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出，各效传热面积相等，并忽略热损失，不考虑液柱静压对沸点的影响。

试设计一合适的三效并流蒸发系统满足生产要求。

2 主要参数说明处理能力：每天72吨（按8h /天计）苹果汁。

设备型式：中央循环管式蒸发器 操作条件：①将苹果汁固形物为12%的溶液浓缩到40%，原料液温度为第一效沸点温度，料液比热容为()3.20/kJ kg ⋅℃②加热蒸汽绝压为500kPa ，冷凝器的绝压为20kPa 。

③各效蒸发器中溶液的平均密度分别为：311100/kg m ρ=，321250/kg m ρ=，331300/kg m ρ=，各效蒸发器的总传热系数分别为：()211500/K W m =⋅℃，()221000/K W m =⋅℃，()23600/K W m =⋅℃。

④各效加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出，各效传热面积相等，并忽略热损失,不考虑液柱静压对沸点的影响。

3 设计计算多效蒸发工艺计算的主要依据是物料衡算、热量衡算及传热速率方程。

计算的主要项目有：加热蒸汽的消耗量，各效溶剂蒸发量以及各效的传热面积。

计算的已知参数包括：料液的流量、温度和组成，加热蒸汽的压力和冷凝器中的压力等。

3.1设计方案的确定随着工业技术的发展，蒸发设备的结构与形式亦不断改进和创新，其种类繁多，结构各异。