化工设计课程设计-- 管道设计计算

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中南民族大学

化工专业课程设计

学院： 化学与材料科学学院 专业：化学工程与工艺 年级：2011级

题目:KNO3水溶液三效蒸发工艺设计 学生姓名：** 学号：****** 指导教师姓名：*** 职称: 教授 2014年 12 月 29 日

化工专业课程设计任务书

设计题目：KNO3水溶液三效蒸发工艺设计 设计条件：

1.年处理能力为 7.92×10 t/a KNO3水溶液； 2. 设备型式 中央循环管式蒸发器；

3. KNO3水溶液的原料液浓度为8%，完成液浓度为48%，原料液温度为20℃，比热容为3.5kJ/(kg. ℃)；

4. 加热蒸汽压力为400kPa（绝压），冷凝器压力为20kPa(绝压)；

5. 各效加热蒸汽的总传热系数：K1=2000W/（m2?℃）；K2=1000W/（m2?℃）；K3=500W/（m2?℃）； 6. 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；

7. 每年按300天计，每天24小时运行；

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设计任务：

1. 设计方案简介：对确定的工艺流程进行简要论述。

2. 蒸发器和换热器的工艺计算：确定蒸发器、换热器的传热面积。 3. 蒸发器的主要结构尺寸设计。

4. 主要辅助设备选型，包括气液分离器及换热器等。

5. 绘制KNO3水溶液三效蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图。 姓名：

班级：化学工程与工艺专业 学号： 指导教师签字:

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目录

1 概述 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。 1.1 蒸发简介 .................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 蒸发操作的分类 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 1.3 蒸发操作的特点 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 2设计条件及设计方案说明 ............................................................................ 错误!未定义书签。 2.1设计方案的确定以及蒸发器选型 ............................................................. 错误!未定义书签。 2.2工艺流程简介 ............................................................................................. 错误!未定义书签。 3. 物性数据及相关计算 .................................................................................. 错误!未定义书签。 3.2换热器设计计算 ......................................................................................... 错误!未定义书签。 3.3管道选材及计算 ......................................................................................... 错误!未定义书签。

.................................................................................................................. 错误!未定义书签。 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。 3.4管材的选择 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 4对本次设计任务的评价 ................................................................................ 错误!未定义书签。

1 概述

1.1 蒸发简介

在化工、轻工、医药、食品等工业中，常常需要将溶有固体溶质的稀溶液加以浓缩，以便得到浓溶液（固体产品）或制取溶剂，例如硝酸铵、烧碱、抗生素、食糖等生产以及海水淡化等。工业上常用的浓缩方法是蒸发，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。

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