畢業(yè)論文---naoh水溶液蒸發(fā)裝置的設(shè)計(jì)

1、<p>　　分類號 單位代碼 11395 </p><p>　　密 級 學(xué) 號 0806210119 </p><p>　　2011屆本科畢業(yè)論文（

2、設(shè)計(jì)）</p><p>　　設(shè)計(jì)題目 NaOH水溶液蒸發(fā)裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)老師 </p><p>　　學(xué) 院 化學(xué)與化工學(xué)

3、院 </p><p>　　學(xué) 號 0706210237 </p><p>　　專業(yè)班級 2007級化學(xué)工程與工藝2班 </p><p>　　完成時(shí)間 2011年5月 </p><p>

4、　　NaOH水溶液蒸發(fā)裝置的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　內(nèi) 容 摘 要</b></p><p>　　氫氧化鈉在當(dāng)今社會的用途十分廣泛，通過對給定任務(wù)的要求的計(jì)算，采用三效并流加料蒸發(fā)裝置，確定年產(chǎn)39600萬噸的NaOH水溶液的蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)。包括工藝設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)。使其完成濃度為25%。</p><p>　　關(guān)鍵詞：蒸發(fā)裝置；三效并流；氫

5、氧化鈉</p><p>　　The design of Sodium hydroxide solution evaporator</p><p><b>　　ABSTRACT </b></p><p>　　The use of sodium hydroxide in a wide range of today's society，By

6、the requirements of a given computing task，Using three feeding evaporator efficiency and flow，Determine the annual output of 396 million tons of NaOH aqueous solution of the design of the evaporator. Including process de

7、sign and engineering. To complete the concentration was 25%.</p><p>　　Key words：Evaporator；Three-and flow；Sodium hydroxide</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　目 錄</

8、b></p><p>　　前言…………………………………………………………….……（1） </p><p>　　1.1蒸發(fā)及蒸發(fā)流程………………………………………….……（1）</p><p>　　1.2 蒸發(fā)操作的分類………………………………………….……（1）</p><p>　　1.3 蒸發(fā)操作的特點(diǎn)………………………………………

9、…….…（2）</p><p>　　1.4 蒸發(fā)設(shè)備…………………………………………………….…（3）</p><p>　　1.5 蒸發(fā)器選型………………………………………………….…（3）</p><p>　　2.設(shè)計(jì)任務(wù)………………………………………………………….…（4）</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù) ……………………………………

10、…………………（4）</p><p>　　2.2操作條件 ………………………………………………………（4）</p><p>　　3.設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)方案說明 …………………………………………（4）</p><p>　　4.物性數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算 ………………………………………………（5）</p><p>　　4.1估計(jì)各效蒸發(fā)量和完成液濃度…………

11、………………………（5）</p><p>　　4.2估計(jì)各效蒸發(fā)溶液的沸點(diǎn)和有效總溫度差……………………（5）</p><p>　　4.3加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的初步計(jì)算…………………（8）</p><p>　　4.4蒸發(fā)器傳熱面積的估算…………………………………………（9） </p><p>　　4.5有效溫度的再分配……………………

12、………………………...（9）</p><p>　　4.6重復(fù)上述計(jì)算步驟……………………………………………...（10）</p><p>　　4.7計(jì)算結(jié)果列表…………………………………………………...（13）</p><p>　　5.主體設(shè)備計(jì)算和說明……………………………………………....（13） </p><p>　　

13、5.1加熱管的選擇和管數(shù)的初步估計(jì)………………………………（14）</p><p>　　5.2循環(huán)管的選擇…………………………………………………（14）</p><p>　　5.3加熱管的直徑以及加熱管數(shù)目的確定……………………….（15） </p><p>　　5.4分離室直徑和高度的確定…………………………………….（15）</p>&

14、lt;p>　　5.5接管尺寸的確定……………………………………………….（16）</p><p>　　6.附屬設(shè)備的選擇………………………………………………….….（18）6.1氣液分離器……………………………………….……..….…（18）</p><p>　　6.2蒸汽冷凝器………………………………….…………….….（19）</p><p>　　7.三效

15、蒸發(fā)器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果…………………………….（21）</p><p>　　8.參考文獻(xiàn)…………………………………………………………….（22）</p><p>　　9.致謝……………………………………………….………………..（23）</p><p>　　10.附錄………………………………………………………………..（24）</p><p

16、><b>　　1. 前 言</b></p><p><b>　　蒸發(fā)及蒸發(fā)流程</b></p><p>　　蒸發(fā)是采用加熱的方法，使含有不揮發(fā)性雜質(zhì)（如鹽類）的溶液沸騰，除去其中被汽化單位部分雜質(zhì)，使溶液得以濃縮的單元操作過程。</p><p>　　蒸發(fā)操作廣泛用于濃縮各種不揮發(fā)性物質(zhì)的水溶液，是化工、醫(yī)藥、食品等工

17、業(yè)中較為常見的單元操作。化工生產(chǎn)中蒸發(fā)主要用于以下幾種目的：</p><p>　?。?）獲得濃縮的溶液產(chǎn)品；</p><p>　?。?）將溶液蒸發(fā)增濃后，冷卻結(jié)晶，用以獲得固體產(chǎn)品，如燒堿、抗生素、糖等產(chǎn)品；</p><p>　?。?）脫除雜質(zhì)，獲得純凈的溶劑或半成品，如海水淡化。進(jìn)行蒸發(fā)操作的設(shè)備叫做蒸發(fā)器。</p><p>　　蒸發(fā)器內(nèi)要

18、有足夠的加熱面積，使溶液受熱沸騰。溶液在蒸發(fā)器內(nèi)因各處密度的差異而形成某種循環(huán)流動，被濃縮到規(guī)定濃度后排出蒸發(fā)器外。蒸發(fā)器內(nèi)備有足夠的分離空間，以除去汽化的蒸汽夾帶的霧沫和液滴，或裝有適當(dāng)形式的除沫器以除去液沫，排出的蒸汽如不再利用，應(yīng)將其在冷凝器中加以冷凝。</p><p>　　蒸發(fā)過程中經(jīng)常采用飽和蒸汽間壁加熱的方法，通常把作熱源用的蒸汽稱做一次蒸汽，從溶液蒸發(fā)出來的蒸汽叫做二次蒸汽。</p>

19、<p><b>　　蒸發(fā)操作的分類</b></p><p>　　按操作的方式可以分為間歇式和連續(xù)式，工業(yè)上大多數(shù)蒸發(fā)過程為連續(xù)穩(wěn)定操作的過程。</p><p>　　按二次蒸汽的利用情況可以分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)，若產(chǎn)生的二次蒸汽不加利用，直接經(jīng)冷凝器冷凝后排出，這種操作稱為單效蒸發(fā)。若把二次蒸汽引至另一操作壓力較低的蒸發(fā)器作為加熱蒸氣，并把若干個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)組

20、合使用，這種操作稱為多效蒸發(fā)。多效蒸發(fā)中，二次蒸汽的潛熱得到了較為充分的利用，提高了加熱蒸汽的利用率。</p><p>　　按操作壓力可以分為常壓、加壓或減壓蒸發(fā)。真空蒸發(fā)有許多優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?。?）在低壓下操作，溶液沸點(diǎn)較低，有利于提高蒸發(fā)的傳熱溫度差，減小蒸發(fā)器的傳熱面積；</p><p>　?。?）可以利用低壓蒸氣作為加熱劑；</p>

21、<p>　?。?）有利于對熱敏性物料的蒸發(fā)；</p><p>　?。?）操作溫度低，熱損失較小。</p><p>　　在加壓蒸發(fā)中，所得到的二次蒸氣溫度較高，可作為下一效的加熱蒸氣加以利用。因此，單效蒸發(fā)多為真空蒸發(fā)；多效蒸發(fā)的前效為加壓或常壓操作，而后效則在真空下操作。</p><p>　　1.3蒸發(fā)操作的特點(diǎn)</p><p>

22、　　從上述對蒸發(fā)過程的簡單介紹可知，常見的蒸發(fā)時(shí)間壁兩側(cè)分別為蒸氣冷凝和液體沸騰的傳熱過程，蒸發(fā)器也就是一種換熱器。但和一般的傳熱過程相比，蒸發(fā)操作又有如下特點(diǎn) :</p><p>　　(1)沸點(diǎn)升高 蒸發(fā)的溶液中含有不揮發(fā)性的溶質(zhì)，在港臺壓力下溶液的蒸氣壓較同溫度下純?nèi)軇┑恼魵鈮旱?，使溶液的沸點(diǎn)高于純?nèi)芤旱姆悬c(diǎn)，這種現(xiàn)象稱為溶液沸點(diǎn)的升高。在加熱蒸氣溫度一定的情況下，蒸發(fā)溶液時(shí)的傳熱溫差必定小于加熱唇溶劑的純熱

23、溫差，而且溶液的濃度越高，這種影響也越顯著。</p><p>　　(2)物料的工藝特性 蒸發(fā)的溶液本身具有某些特性，例如有些物料在濃縮時(shí)可能析出晶體，或易于結(jié)垢；有些則具有較大的黏度或較強(qiáng)的腐蝕性等。如何根據(jù)物料的特性和工藝要求，選擇適宜的蒸發(fā)流程和設(shè)備是蒸發(fā)操作彼此必須要考慮的問題。</p><p>　　(3)節(jié)約能源 蒸發(fā)時(shí)汽化的溶劑量較大，需要消耗較大的加熱蒸氣。如何充分利用熱量，提

24、高加熱蒸氣的利用率是蒸發(fā)操作要考慮的另一個(gè)問題。</p><p>　　1.4 蒸發(fā)設(shè)備   蒸發(fā)設(shè)備的作用是使進(jìn)入蒸發(fā)器的原料液被加熱，部分氣化，得到濃縮的完成液，同時(shí)需要排出二次蒸氣，并使之與所夾帶的液滴和霧沫相分離。   蒸發(fā)的主體設(shè)備是蒸發(fā)器，它主要由加熱室和蒸發(fā)室組成。蒸發(fā)的輔助設(shè)備包括：使液沫進(jìn)一步分離的除沫器，和使二次蒸氣全部冷凝的冷凝器。減壓操作時(shí)

25、還需真空裝置。茲分述如下：  由于生產(chǎn)要求的不同，蒸發(fā)設(shè)備有多種不同的結(jié)構(gòu)型式。對常用的間壁傳熱式蒸發(fā)器，按溶液在蒸發(fā)器中的運(yùn)動情況，大致可分為以下兩大類：（1）循環(huán)型蒸發(fā)器  特點(diǎn)：溶液在蒸發(fā)器中做循環(huán)流動，蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度基本相同，接近于完成液的濃度。操作穩(wěn)定。此類蒸發(fā)器主要有   a.中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，  

26、 b.懸筐式蒸發(fā)器 c.外熱式蒸發(fā)器 d.列文式蒸發(fā)器 e.強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器 其中，前四種為自然循環(huán)蒸發(fā)器。</p><p>　　（2）單程型蒸發(fā)器 特點(diǎn)：溶液以液膜的形式一次通過加熱室，不進(jìn)行循環(huán)。   優(yōu)點(diǎn)：溶液停留時(shí)間短，故特別適用于熱敏性物料的 &

27、#160;蒸發(fā)；溫度差損失較小，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較大。   缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)時(shí)不易成膜，熱流量將明顯下降；不適用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)。   此類蒸發(fā)器主要有:     a.升膜式蒸發(fā)器，     b.降膜式蒸發(fā)器，  

28、   c.刮板式蒸發(fā)器</p><p><b>　　1.5 蒸發(fā)器選型</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的是中央循環(huán)管式蒸發(fā)器 ：</p><p>　　結(jié)構(gòu)和原理：其下部的加熱室由垂直管束組成，中間由一根直徑較大的中央循環(huán)管。當(dāng)管內(nèi)液體被加熱沸騰時(shí)，中央循環(huán)管內(nèi)氣液混合物的平均密度較大；而其余加熱管內(nèi)氣

29、液混合物的平均密度較小。在密度差的作用下，溶液由中央循環(huán)管下降，而由加熱管上升，做自然循環(huán)流動。溶液的循環(huán)流動提高了沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，強(qiáng)化了蒸發(fā)過程。</p><p>　　這種蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，傳熱較好，操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛，有"標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器"之稱。為使溶液有良好的循環(huán)，中央循環(huán)管的截面積，一般為其余加熱管總截面積的40%～100%；加熱管的高度一般為1～2m；加熱管徑多為25～

30、75mm之間。但實(shí)際上，由于結(jié)構(gòu)上的限制，其循環(huán)速度一般在0.4～0.5m/s以下；蒸發(fā)器內(nèi)溶液濃度始終接近完成液濃度；清洗和維修也不夠方便。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　蒸發(fā)器處理能力為年產(chǎn)39600噸NaOH水溶液；</

31、p><p>　　每年按照330天計(jì)，每天24小時(shí)；</p><p>　　NaOH水溶液的原料濃度為5％，完成液體濃度為25％；</p><p>　　蒸發(fā)器的設(shè)備形式為中央循環(huán)式管式蒸發(fā)器；</p><p><b>　　2.2操作條件</b></p><p>　　（1）加熱汽壓力為500 kPa（絕熱）

32、，冷凝器的絕壓為15 kPa（絕熱）；</p><p>　　（2）各效蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)分別為K1=1500 W/（m2·℃）、 K2=1000 W/（m2·℃）、 K3=600 W/（m2·℃） ；</p><p>　?。?）三效蒸發(fā)器中各效平均密度依次為1014 kg/m3 、1060 kg/m3 、1239 kg/m3；</p><p

33、>　　（4）原料液的比熱容為3.7 KJ /（Kg/0C），原料液溫度為第一效沸點(diǎn)溫度；</p><p>　?。?）蒸發(fā)器中溶液的液面高度為1.5 m；</p><p>　?。?）各效加熱蒸發(fā)汽的冷凝液在飽和溫度下排出，忽略熱損失。</p><p>　　3.設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)方案說明</p><p>　　本次設(shè)計(jì)要求采用中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，

34、在工業(yè)上被稱為標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、操作可靠等。它的加熱室由一垂直的加熱管束構(gòu)成，在管束中央有一根直徑較大的管子，為中央循環(huán)管。</p><p>　　在蒸發(fā)操作中，為保證傳熱的正常進(jìn)行，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每一效的溫差不能小于5～7。通常，對于沸點(diǎn)升高較大的電解質(zhì)溶液，應(yīng)采取2～3效。由于本次設(shè)計(jì)任務(wù)是處理NaOH溶液。這種溶液是一種沸點(diǎn)升高較大的電解質(zhì)，故選用三效蒸發(fā)器。另外，由于NaOH溶液是一種粘度

35、不大的料液，故多效蒸發(fā)流程采用并流操作。</p><p>　　多效蒸發(fā)器工藝設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是物料衡算、熱量衡算及傳熱速率方程。計(jì)算的主要項(xiàng)目有：加熱蒸氣的消耗量，各效溶劑蒸發(fā)量以及各效的傳熱面積等。多效蒸發(fā)器的計(jì)算一般采用迭代計(jì)算法。</p><p>　　4.物性數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算</p><p>　　4.1估計(jì)各效蒸發(fā)量和完成液濃度</p><p&

36、gt;　　年產(chǎn)量：39600噸 ，且每年按照330天計(jì)算，每天24小時(shí)。</p><p><b>　　總蒸發(fā)量：</b></p><p>　　因并流加料，蒸發(fā)中無額外蒸氣引出，可設(shè)</p><p>　　4.2 估計(jì)各效蒸發(fā)溶液的沸點(diǎn)和有效總溫度差</p><p>　　設(shè)各效間壓力降相等，則總壓力差為</p>

37、<p>　　各效間的平均壓力差為</p><p>　　由各效的壓力差可求得各效蒸發(fā)室的壓力，即</p><p>　　由各效的二次蒸氣壓力，從手冊中可查得相應(yīng)的二次蒸氣的溫度和氣化潛熱列于下表中。</p><p>　　表4-1 二次蒸氣的溫度和氣化潛熱</p><p>　　(1)各效由于溶液沸點(diǎn)而引起的溫度差損失</p>

38、;<p>　　根據(jù)各效二次蒸氣溫度(也即相同壓力下水的沸點(diǎn))和各效完成液的濃度，由水溶液的點(diǎn)杜林線圖可查得各效溶液的沸點(diǎn)分別為</p><p>　　則各效由于溶液蒸氣壓下降所引起的溫度差損失為</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　(2)由于液柱靜壓力而引起的沸點(diǎn)升高(溫度差損失）</p>

39、<p>　　為簡便計(jì)算，以液層中部點(diǎn)處的壓力和沸點(diǎn)代表整個(gè)液層的平均壓力和平均溫度，則根據(jù)流體靜力學(xué)方程，液層的平均壓力為</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　由平均壓力可查得對應(yīng)的飽和溫度為</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　由流動

40、阻力而引起的溫度差損失 </p><p><b>　　取經(jīng)驗(yàn)值,即,則</b></p><p>　　故蒸發(fā)裝置的總溫度差損失為</p><p>　　各效料液的溫度和有效總溫差</p><p>　　由各效二次蒸氣Pi＇及溫度差損失，即可由下式估算各效料液的溫度，</p><p><b>　

41、　各效冶料的溫度為</b></p><p><b>　　有效總溫度差</b></p><p>　　由手冊可查得500kPa飽和蒸汽的溫度為、氣化潛熱為，所以</p><p>　　4.3加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的初步計(jì)算</p><p>　　第Ⅰ效的熱量衡算式為</p><p>　　

42、對于沸點(diǎn)進(jìn)料,，考慮到NaOH溶液濃縮熱的影響，熱利用系數(shù)計(jì)算式為</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　第Ⅱ效的熱量衡算式為</p><p>　　對于第Ⅲ效，同理可得</p><p>　　又因?yàn)?</p><p><

43、;b>　　聯(lián)解上面各式，可得</b></p><p>　　4.4蒸發(fā)器傳熱面積的估算</p><p>　　誤差為，誤差較大，應(yīng)調(diào)整各效的有效溫度差，重復(fù)上述計(jì)算過程。</p><p>　　4.5有效溫度的再分配</p><p>　　重新分配有效溫度差，可得</p><p>　　4.6重復(fù)上述計(jì)算步驟&

44、lt;/p><p><b>　　計(jì)算各效料液 </b></p><p>　　由所求得的各效蒸發(fā)量，可求各效料液的濃度，即</p><p>　　計(jì)算各效料液的溫度 </p><p>　　因末效完成液濃度和二次蒸氣壓力均不變，各種溫度差損失可視為恒定，故末效溶液的溫度仍為,即</p><p>　　則

45、第Ⅲ效加熱蒸汽的溫度（也即第Ⅱ效料液二次蒸氣溫度)為</p><p>　　由第Ⅱ效二次蒸氣的溫度（）即第Ⅱ效料液的濃度（0.113）查杜林線圖，可得第Ⅱ效料液的沸點(diǎn)為.有液柱靜壓力及流動阻力而引起的溫度差損失可視為不變，故第Ⅱ效料液的溫度為</p><p><b>　　同理 </b></p><p>　　由第Ⅰ效二次蒸氣的溫度()及第Ⅰ效

46、料液的濃度（0.069）查杜林線圖，可得第Ⅱ效料液的沸點(diǎn)為。則第Ⅰ效料液的溫度為</p><p>　　第Ⅰ效料液的溫度也可由下式計(jì)算</p><p>　　說明溶液的各種溫度損失變化不大，不需要重新計(jì)算，故有效總溫度差不變，即</p><p>　　溫度差重新分配后各效溫度情況列于下表：</p><p>　　表4-2 三效蒸發(fā)器各效的溫度<

47、;/p><p><b>　　各效的熱量衡算</b></p><p><b>　　第Ⅰ效</b></p><p><b>　　第Ⅱ效</b></p><p><b>　　第Ⅲ效 </b></p><p><b>　　又因?yàn)?&l

48、t;/b></p><p><b>　　聯(lián)解上面各式得</b></p><p>　　與第一次計(jì)算結(jié)果比較，其相對誤差為</p><p>　　計(jì)算相對誤差均在0.05以下，故各效蒸發(fā)量的計(jì)算結(jié)果合理。其各效溶液無明顯變化，不需要重新計(jì)算。</p><p>　　蒸發(fā)器傳熱面積的計(jì)算</p><p&g

49、t;　　誤差為，迭代計(jì)算結(jié)果合理。</p><p><b>　　平均傳熱面積為</b></p><p><b>　　4.7計(jì)算結(jié)果列表</b></p><p>　　表4-3 物料計(jì)算的結(jié)果</p><p>　　5 .主體設(shè)備計(jì)算和說明</p><p>　　5.1加熱管的選擇

50、和管數(shù)的初步估計(jì)</p><p>　　根據(jù)加熱管的型號選用：φ38×2.5mm</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況選擇加熱管長度選用：1.5m</p><p>　　初步估算所需管子數(shù)為n</p><p><b>　　5.2循環(huán)管的選擇</b></p><p>　　循環(huán)管的截面積是根據(jù)使循環(huán)

51、阻力盡量減小的原則來考慮的。中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的循環(huán)管截面積可取加熱管總截面積的40%～100%。本次計(jì)算取50% 。</p><p>　　則循環(huán)管的總截面積為</p><p>　　根據(jù)上式結(jié)果，選取管徑相近的標(biāo)準(zhǔn)管型號為φ426×10 mm</p><p>　　循環(huán)管的管長與加熱管相等，為1.5 m。</p><p>　　5.3加

52、熱管的直徑以及加熱管數(shù)目的確定</p><p>　　加熱管的內(nèi)徑取決于加熱管和循環(huán)管的規(guī)格、數(shù)目及在管板上的排列方式。節(jié)熱管在管板上的排列方式為正三角形,不同加熱管尺寸的管心距查表得</p><p>　　表5-1 不同加熱管尺寸的管心距</p><p>　　由上表查得型號為φ38×2.5mm的管心距為</p><p><b&

53、gt;　　估計(jì)加熱管的內(nèi)徑</b></p><p><b>　　其中， </b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　表5-2 殼體的尺寸標(biāo)準(zhǔn)</p><p&g

54、t;　　根據(jù)估算，及容器的公稱直徑表，試選用作為加熱管的內(nèi)徑，并以此內(nèi)徑和循環(huán)管外徑作同心圓，在同心圓的環(huán)隙中，按加熱管的排列方式和管心距作圖。有圖可得，當(dāng)內(nèi)徑為1000mm是，獲得管數(shù)為1112根，大于估算的管數(shù)，滿足要求。所以加熱管的直徑為,總加熱管數(shù)n=1112。</p><p>　　5.4分離室直徑和高度的確定</p><p>　　5.4.1分離室體積的計(jì)算式為</p>

55、<p>　　其中，U為蒸發(fā)體積強(qiáng)度，一般允許值為，在此取。</p><p>　　將工藝計(jì)算中二次蒸氣的溫度和流量以及根據(jù)溫度所查得的二次蒸氣的密度列于下</p><p>　　表5-3 二次蒸氣相應(yīng)密度 </p><p>　　依據(jù)上表數(shù)據(jù)，分別算出各效分離室數(shù)據(jù)</p><p>　　為方便起見，各效分離室的尺寸均取一致，所以

56、體積V取最大值。</p><p>　　5.4.2分離室的高度和直徑的確定</p><p><b>　　確定需考慮的原則：</b></p><p>　　5.5接管尺寸的確定</p><p><b>　　流體進(jìn)出口計(jì)算</b></p><p>　　5.5.1溶液的進(jìn)出口</

57、p><p>　　為統(tǒng)一管徑，按第Ⅰ效的流量計(jì)算，溶液的適宜流速按強(qiáng)制流動算，即則</p><p>　　依據(jù)無縫鋼管的常用規(guī)格選為φ18×3mm的標(biāo)準(zhǔn)管。</p><p>　　5.5.2加熱管蒸汽進(jìn)出口與二次蒸氣出口的確定</p><p>　　表5-4 流體的適宜流速</p><p><b>　　飽和蒸

58、汽適宜的流速</b></p><p>　　為統(tǒng)一管徑，取體積流量最大的第一效流量為計(jì)算管徑的體積流量，則</p><p>　　依據(jù)無縫鋼管的常用規(guī)格選用為φ356×12mm的標(biāo)準(zhǔn)管。</p><p>　　5.5.3冷凝水進(jìn)出口的確定</p><p>　　冷凝水的排出屬于自然流，</p><p>　

59、　對于各效冷凝水密度可查的表</p><p>　　表5-5 各效冷凝水密度</p><p>　　分別計(jì)算各效冷凝水的管徑：</p><p>　　為統(tǒng)一管徑，取計(jì)算得到各效最大的管徑為設(shè)計(jì)的管徑，則</p><p>　　依據(jù)無縫鋼管的常用規(guī)格選用直徑為φ76×4mm的標(biāo)準(zhǔn)管。</p><p>　　6 .附屬設(shè)

60、備的選擇</p><p><b>　　6.1氣液分離器</b></p><p>　　根據(jù)蒸氣流速和各氣液體分離器的性能，選擇慣性式除沫器作為氣液分離器。其主要尺寸確定為：</p><p>　　除沫器內(nèi)管的直徑 </p><p><b>　　且 </b></p><p>

61、　　除沫器外罩管的直徑 </p><p>　　除沫器外殼的直徑 </p><p>　　除沫器的總高度 </p><p>　　除沫器內(nèi)管頂部與器頂?shù)木嚯x </p><p><b>　　為設(shè)計(jì)方便取</b></p><p><b>　　6.2蒸汽冷凝器</b&g

62、t;</p><p>　　選用多層多孔式冷凝器尺寸確定</p><p><b>　　6.2.1冷卻水量</b></p><p>　　冷卻水進(jìn)出口壓力為15 kPa，取冷卻水進(jìn)出口溫度為</p><p>　　由板式蒸汽冷凝器的性能曲線可查得1m3冷卻水可冷卻的蒸汽量為46.5kg/m</p><p>

63、;　　6.2.2冷凝器的直徑</p><p>　　根據(jù)二次蒸氣的體積流量以及二次蒸氣的壓強(qiáng)，由冷凝器內(nèi)徑與蒸氣流量的關(guān)系圖可查得</p><p>　　6.2.3淋水板的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　淋水板數(shù)：</b></p><p><b>　　淋水板間距：</b></p><

64、;p><b>　　根據(jù)則</b></p><p>　　則淋水板間距符合條件</p><p><b>　　弓形淋水板的寬度：</b></p><p><b>　　淋水板堰高：</b></p><p><b>　　淋水板孔徑：</b></p>

65、<p>　　冷卻水循環(huán)使用，d取8 mm</p><p><b>　　淋水板孔數(shù)：</b></p><p>　　孔數(shù)應(yīng)取整數(shù)，故為67根。</p><p>　　7.三效蒸發(fā)器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果</p><p>　　表7-1 蒸發(fā)器的主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p>　　表7-

66、2 氣液分離器結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p>　　表7-3 蒸汽冷凝器主要結(jié)構(gòu)的確定</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳敏恒等.化工原理上、下（第二版） 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.</p><p>　　[2] 趙軍等.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2007.

67、</p><p>　　[3] 王靜康.化工設(shè)計(jì). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995（6）.</p><p>　　[4] 汪壽建.天然氣綜合利用技術(shù). 化學(xué)工業(yè)出版社2003.</p><p>　　[5] 柴誠靜等.化工原理課程設(shè)計(jì).天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社.</p><p>　　[6] 馮伯華等編輯委員會編 [M].化工工程手冊. 北

68、京:化工工業(yè)出版 社，1989</p><p>　　[7] 賀匡國主編 [M].化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計(jì)手冊. 第二版 北京:化工工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[8] 百度百科．氫氧化鈉．http://baike.baidu.com/view/1731.htm</p><p>　　[9] 百度百科.蒸發(fā)器. http://baike.baidu.com/v

69、iew/135938.html</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過近二個(gè)月的艱苦奮戰(zhàn)，終于做完了這個(gè)蒸發(fā)裝置的設(shè)計(jì)，回想這一段時(shí)間，覺得自己過的充實(shí)又日有所獲。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)過程中，我深刻的認(rèn)識到查資料對于整個(gè)課程設(shè)計(jì)的重要性。通過這次設(shè)計(jì)，我學(xué)會了高效的查資料的技巧，特別是通過網(wǎng)絡(luò)獲取資料

70、。設(shè)計(jì)中大量的計(jì)算既提高了我的計(jì)算能力，也培養(yǎng)了我的科學(xué)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，設(shè)計(jì)中的每一步計(jì)算都是一環(huán)扣一環(huán)，稍一出錯(cuò)，將功虧一簣?，F(xiàn)在我還清晰的記得，有一天我從下午2點(diǎn)到晚上10點(diǎn)都一直在計(jì)算，飯都沒顧得上吃，廁所也不知道去過沒?？尚业氖?，我們上學(xué)期學(xué)過AutoCAD，所以在畫工藝流程圖時(shí)，相對來說還是比較順手的，這樣為整個(gè)的設(shè)計(jì)爭取了一定的時(shí)間，從中進(jìn)一步鞏固和提高自己AutoCAD的繪圖知識，同時(shí)也學(xué)會了一些新的知識和技巧。總之，這次課

71、程設(shè)計(jì)，使我的能力有了更進(jìn)一步的培養(yǎng)和提高，相信這對于我今后的學(xué)習(xí)、工作都會有極大的幫助。千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金。</p><p>　　最后，我首先要感謝在百忙之中抽出時(shí)間來給我們指導(dǎo)的老師，是他們?yōu)槲覀兤鹆藫茉埔娙盏淖饔?，沒有他們，我們不可能如此圓滿順利地完成本次課程設(shè)計(jì)；我還要感謝曾經(jīng)那些給過我建議和幫助的同組同學(xué)，正是由于他們的支持和幫助，我才能克服一個(gè)又一個(gè)的困難和疑惑，使課程設(shè)計(jì)的進(jìn)程順利進(jìn)行。

72、</p><p>　　時(shí)間的倉促及自身專業(yè)水平的不足，整篇設(shè)計(jì)肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)。懇請閱讀此篇論文的老師、同學(xué)，多予指正，不勝感激！</p><p><b>　　此致</b></p><p><b>　　敬禮</b></p><p><b>　　高小松</b></p&

73、gt;<p><b>　　2011年5月</b></p><p><b>　　10 .附 錄</b></p><p>　　附錄1 NaOH溶液的杜冷曲線</p><p>　　附錄2 并流加料三效蒸發(fā)器的物料衡算和熱量衡算示意圖</p><p>　　附錄3 三效并流加料蒸發(fā)流程&l