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天津农学院化工原理课程设计任务书设计题目：KNO水溶液三效并流加料蒸发装置的设计3系别：食品科学系专业：学生姓名: 学号:起迄日期:2010 年 5 月25日~2010年 6 月5日****:***教研室主任：xx课程设计任务书(4)主要辅助设备选型，包括气液分离器及蒸气冷凝器等。
(5)绘制KNO3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。
F ,0x ,0t 11 22t3x ，3t1T 2T 3T（6）对本设计进行评述通过对此次化工课程设计的学习，让我不仅巩固了化工原理的基础知识，更懂得如何活学活用，通过自己的头脑和思路让设备拥有所需要的用途，理论联系实际，不仅仅是对这一门功课的学习，更让我了解到各学科都要学以致用，学会如何想如何用，怎样用，怎样好用。
为以后更好的学习工作打下了一个好的基础。
学会word 的使用，学会了公式编辑器，懂得了蒸发器的工作原理和怎样方便快速的计算，都是通过这次设计得到的体会，我会珍惜这次学习的机会，让以后的学习工作更有效率。
（四）参考文献:1) 贾绍义，柴诚敬等。
化工原理课程设计 天津：天津大学出版社 2008 2) 柴诚敬，张国亮等。
化工原理（上册）北京：高等教育出版社 2008 3) 郁浩然 化工计算 中国石化出版社 19904) R ．H ．PERRY 化学工程手册(第六版)化学工业出版社 1992xx课程设计任务书要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：××××××（小4号宋体，20磅××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××计划：起迄日期工作内容天津农学院课程设计说明书设计名称设计题目设计时间系别专业班级姓名指导教师年月日XXXXX课程设计说明书目录课程设计说明书一律用A4纸（课程设计说明书一般应包括设计方案、设计过程、设计结果、设计体会、参考文献等，不同专业可根据本专业课程设计题目的特点，自行规定设计说明书的具体内容。
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。
N a O H水溶液三效并流加料的蒸发装置西南科技大学《化工原理》课程设计说明书设计题目 NaOH水溶液三效并流加料的蒸发装置学院制造科学与控制工程指导老师张健平专业班级过控0803学生学号 20085440学生姓名王成全完成时间 2011年11月27日目录1.设计任务……………………………………………………….…（3）2.设计方案简介………………………………………………….…（4）3.三效并流蒸发设计计算…………………………………………（7）4.蒸发器的主要结构尺寸的计算……………………………...…（20）5.蒸发装置的辅助设备的选用计算…………………………...…（24）6.三效蒸发器结构尺寸确定………………………………………（27)7.参考文献…………………………………………………...……（29）8.总结……………………………………………….………..……（30）1设计任务及操作条件1.1设计任务处理量：）7200的NaOH水溶液kg/（h料液浓度：%6.10的质量分数产品浓度：%30的质量分数1.2操作条件加料方式：三效并流加料，如图1所示：图１ 三效并流蒸发系统原料液温度：第一效沸点温度各效蒸发器中溶液的平均密度：31/1014m kg =ρ，32/1060m kg =ρ，33/1239m kg =ρ加热蒸汽压强：kPa 500（绝热），冷凝器压强为kPa 20（绝热） 各效蒸发器的总传热系数：)/(150021K m W K •=，)/(100022K m W K •=)/(60023K m W K •=原料液的比热容为)//(77.3C kg kJ ︒各效蒸发器中溶液的液面高度：m 5.1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。
1.3设备形式： 中央循环式管式蒸发器1.4厂址：四川绵阳1.5工作日：每年按照300天计，每天24小时连续运行。
1.6设计内容（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，包括气液分离器及蒸汽冷凝器等；（5）绘制工艺流程图及蒸发器设计条件图；（6）设计结果汇总；（7）对设计过程的评述和有关问题的讨论；（8）编写课程设计说明书。
三效蒸发器操作说明书 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT*************有限公司三效蒸发结晶装置操作说明书一、安全事项警告：1.本装置电气控制柜内部严禁进水或受潮。
2.操作人员必须严格按照本公司所提供的操作说明操作。
3.操作人员必须具备基本的电气常识和机械常识，并经过培训考核合格后才能操作。
4.严禁在无介质的状态下运转本装置。
5.严禁在介质蒸发干后，继续运转。
6.操作人员在操作之前应该注意到本装置的警示标志。
7.本装置安装有报警装置，一旦发现异常，立刻按照程序处理。
安全注意事项1.请牢记停止开关的位置，以便出现异常时可以立即停机；2.无论进行何种保养，检查，调整，请务必关闭机台及主开关；3.停电时请关闭主电源开关。
安全标志1.在机台上必要的地方张贴防止事故的警告等的安全标志，并请务必遵守标志中显示的注意事项；2.请勿剥除机台上所附的警告等安全标志，若标志丢失或因污损等原因使其无法辩认时，请与本公司联系并设法替换。
二、设备基本组成详见三效蒸发装置竣工图（PID图）。
三、操作说明开车前的检查、准备工作：1.操作人员必须事先经过培训后才能操作该设备，并遵循操作说明书的要求；2.检查设备各法兰，阀门，管道有没有漏气，漏水的现象；3.检查各泵的油位是否充足，应在二分之一处；4.启动密封水泵，保证各泵有充足的冷却密封水供应；5.提前确认相关连接部分，蒸汽系统、冷却水系统、配电室等，蒸汽、电、冷却水、原水正常情况下开车；6.开机前确保主电源正常，设备电源在接通状态。
所有阀门在设定的开关状态，仪表正常工作；7.开机前确认浓缩装置原水池液位，浓缩装置物料槽在高液位时可以进行处理。
如不在设定液位时，需要处理，必须随时掌握处理进度；8.本设备实现自动化，执行一键开机运行，设备按设置程序自动运行。
自动时，执行以下操作：1.首次启动时需要往真空泵补水，。
若真空泵之前有运行过，则无需再次补水。
KNO3水溶液三效并流加料蒸发实验设计说明书广西科技大学化工原理课程设计规范课题名称：kno3水溶液三效并流加料蒸发实验设计指导教师：罗建平班级：卓越化工121姓名：学号：成绩评定：讲师：（签名）2021年12月31日英文字母B？管道壁厚，MC？比热容，kJ/（kg.C）d？加热管内径，MD？直径，穆？蒸发体积强度，m3/（m3.S）vs？流体的体积流量，m3/SV？分离室的体积，m3w？蒸发量，kg/HD？加热蒸汽消耗量，kg/HW？质量流量，kg/hf?原料液流量，kg/hf?校正系数，无因次g?重力加速度，m/s2h?高度，mk?总传热系数，w/(m2.?c)l?长度，mn?管数，n?蒸发系统总效数，p?绝对压力，paq?总传热量，wr?气化潜热，kj/kgs?传热面积，m2t?溶液的温度，?ct?管心距，mt?温度，?cu?流速，m/sp?压力s?秒x?溶质的质量分率，无因次x?单位体积冷却水的蒸汽质量，kg/m3希腊字母??温度损失，?c??热利用系数，无因次??导热系数，w/(m.?c)??粘度，pa.s??表面张力，n/m??密度，kg/m3??管材质的校正系数，无因次焊接系数，无量纲下标k?冷凝器的l?液体的max?最大的min?最小的v?蒸汽的u?体积的目录1概述............................................................................ . (1)1.1蒸发和蒸发过程11.2蒸发操作的分类11.3蒸发操作的特点21.4蒸发器的选型22设计任务22.1设计题目............................................................................ .................................22.2设计任务及操作条件............................................................................ (3)2.2.1设计任务32.2.2。
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。
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。
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。
广西科技大学化工原理课程设计说明书课题名称：KNO3水溶液三效并流加料蒸发实验设计指导教师：罗建平班级：卓越化工121姓名：学号：成绩评定：指导教师：（签字）2014 年 12 月 31 日)./(///)./(22C m W K 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，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 Cm kg X x hkg W hkg W m V s m V s m m U S ︒-∆-------温度损失，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，33333////)./(秒压力流速，温度，管心距，溶液的温度，传热面积，气化潜热，总传热量，绝对压力，蒸发系统总效数，管数，长度，---︒--︒--------s p s m u C T m t C t m S kg kJ r W Q Pa p n n m L //2体积的蒸汽的最小的最大的液体的冷凝器的下标焊缝系数，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-----------︒--u v L K m kg mN sPa C m W min max //.)./(3ϕφρσμλη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 蒸发器选型 (2)2设计任务 (2)2.1设计题目 (2)2.2设计任务及操作条件 (2)2.2.1设计任务 (2)2.2.2.操作条件 (2)2.3设计项目 (3)3.设计条件及设计方案说明 (3)4物性数据及相关计算 (4)4.1蒸发工艺设计计算 (4)4.3 估计各效蒸发溶液的沸点和有效总温度差 (5)4.4加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (7)4.5蒸发器传热面积的估算 (9)4.6有效温度的再分配 (9)4.7重复上述计算步骤 (9)4.7.1计算各效料液 (10)4.7.2计算各效料液的温度 (10)4.7.3各效的热量衡算 (11)4.7.4 蒸发器传热面积的计算 (12)4.8计算结果列表 (13)5主体设备计算和说明 (13)5.1加热管的选择和管数的初步估计 (13)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 (14)5.4分离室直径和高度的确定 (15)5.4.1分离室体积的计算式为 (15)5.4.2 分离室的高度和直径的确定 (16)5.5接管尺寸的确定 (16)5.5.1溶液的进出口 (17)5.5.2加热管蒸汽进口与二次蒸气出口的确定 (17)5.5.3冷凝水进出口的确定 (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)6.2.1冷却水量 (19)6.2.2冷凝器的直径 (19)6.2.3淋水板的设计 (19)7 三效蒸发器主要结构尺寸和计算结果 (20)8对本设计进行评述 (22)9 参考资料 (22)1 概述1.1 蒸发及蒸发流程定义：物质从液态转化为气态的相变过程。
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。
蒸发过程中经常采用饱和蒸汽间壁加热的方法，通常把作热源用的蒸汽称做一次蒸汽，从溶液蒸发出来的蒸汽叫做二次蒸汽。
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气，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）可以利用低压蒸气作为加热剂；（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，所得到的二次蒸气温度较高，可作为下一效的加热蒸气加以利用。
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。
1.3 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气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气压低，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。
在加热蒸气温度一定的情况下，蒸发溶液时的传热温差必定小于加热唇溶剂的纯热温差，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气。
如何充分利用热量，提高加热蒸气的利用率是蒸发操作要考虑的另一个问题。
1.4 蒸发器选型随着工业蒸发技术的发展，蒸发设备的结构与形式亦不断改进与创新，其种类繁多、结构各异。
本次设计要求采用中央循环管式蒸发器，其结构中，加热室由一垂直的加热管束（沸腾管束）构成，在管束中央有一根直径较大的管子，称为中央循环管。
中央循环管式蒸发器具有结构紧凑、制造方便、操作可靠等优点，故在工业上应用较广，有“标准蒸发器”之称。
但实际上，由于结构上的限制，其循环速度较低（一般在 0.5m/s 以下）；而且由于溶液在加热管内不断循环，使其组成始终接近完成液的组成，因而溶液的沸点高、有效温度差减小。
此外，设备的清洗和检修也不够方便。
2设计任务2.1设计题目水溶液三效并流加料蒸发装置设计设计题目：KNO32.2设计任务及操作条件2.2.1设计任务1.处理能力：年处理硝酸钾水溶液（8.0×104+30X）吨〖注：X代表学号最后两位数〗。
2.设备型式：中央循环管式蒸发器。
2.2.2.操作条件（1）原料液浓度15%，完成液浓度45%，原料液温度80℃；原料液比热容3.5kJ/kg·℃。
（2）加热蒸汽压为.400kPa（绝压），冷凝器压强为20kPa（绝压）。
（3）各效蒸发器的总传热系数：K=2000W/m2·℃；K2=1000W/m2·℃；1K3=500W/m2·℃;（4）各效蒸发器中液面的高度1.5m。
（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，并忽略浓缩热和热损失。
不计静压效应和流体阻力对沸点的影响。
（6）每年按330天计，每天24小时连续运行。
2.3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．绘制工艺流程图及蒸发设备工艺简图（3＃图纸）。
6．对本设计的评述。
3设计条件及设计方案说明本次设计要求采用中央循环管式蒸发器，在工业上被称为标准蒸发器。
其特点是结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等。
它的加热室由垂直的加热管束组成，在管束中央有一根直径很大的管子，称为中央循环管。
在蒸发操作中，为保证传热的正常进行，根据经验，每效分配到的温差不能小于5～7℃。
通常，对于沸点升高较大的电解质溶液，应采取2～3效。
由于本次设计任务是溶液。
这种溶液是一种沸点升高较大的电解质，故选用三效蒸发器。
另外，由于处理KNO3KNO溶液是一种粘度不大的料液，故多效蒸发流程采用并流操作。
3多效蒸发器工艺设计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：加热蒸气(生蒸气)的消耗量，各效溶剂蒸发量以及各效的传热面积等。
多效蒸发器的计算一般采用迭代计算法。
4.物性数据及相关计算4.1蒸发工艺设计计算年产量：（8.0×104+30X ）吨 ，且每年按照330天计算，每天24小时。
h kg F /22.103472433010)6530100.8(34=⨯⨯⨯+⨯=总蒸发量：h kg x x F W /15.689845.015.0122.10347130=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-= 因并流加料，蒸发中无额外蒸气引出，可设123::1:1.1:1.2W W W = 12313.3W W W W ++= h kg W W /35.20903.315.68983.31===kg/h 38.229935.20901.11.112=⨯=⨯=W Wh kg W W /42.250835.20902.12.113=⨯=⨯= 188.035.209022.1034715.022.10347101=-⨯=-=W F Fx x 261.038.229935.209022.1034715.022.103472102=--⨯=--=W W F Fx x30.45x =4.3 估计各效蒸发溶液的沸点和有效总温度差设各效间压力降相等，则总压力差为1KΔP P P 40020380 kPa '=-=-=∑各效间的平均压力差为i ΔP 380ΔP =126.67 kPa 33==∑由各效的压力差可求得各效蒸发室的压力，即11i 21i 3KP P ΔP 400126.67273.33 kPaP P 2ΔP 4002126.67146.66 kPa P P 20 kPa '=-=-='=-=-⨯=''== 由各效的二次蒸气压力，从手册中可查得相应的二次蒸气的温度和气化潜热列于下表中。
