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

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

1.设计题目： KNO3水溶液三效并流加料蒸发装置的设计 2.设计任务及操作条件： （1）处理能力 7.92?104t/aKNO3水溶液 （2）设备形式 中央循环管式蒸发器 （3）操作条件 ①KNO3水溶液的原料液的质量分数为0.15，完成液质量分数为0.45，原料液温度为80℃，恒压比热容为3.5kJ/(kg·℃)。 ②加热蒸汽压力为400kPa(绝压)，冷凝器压力为20kPa(绝压)。 ③各效蒸发器的总传热系数为：K1=2000W/(m2·℃),K2=1000W/(m2·℃),K3=500W/(m2·℃)。 ④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，并忽略溶液的浓缩热和蒸发器的热损失，不考虑液柱静压和流动阻力对沸点的影响。 ⑤每年按照300天计，每天24小时连续运行。 ⑥厂址：天津地区 3.设计内容 ⑴设计方案简介，对确定的工艺流程及蒸发器形式进行简要论述。 ⑵蒸发器的工艺计算确定蒸发器的传热面积。 ⑶蒸发器的主要结构尺寸设计 ⑷主要辅助设备选型，包括气液分离器和蒸汽冷凝器等。 ⑸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 ⑹对本设计进行评述。

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 ；KNO3溶液;并流

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）