課設(shè)蒸發(fā)

1、1第一章蒸發(fā)裝置流程方案的確定在化工、制藥、食品、生物等生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行著大量的蒸發(fā)操作。蒸發(fā)操作的主要目的是濃縮溶液、純?nèi)軇┑闹迫『突厥?，工業(yè)上通常采用加熱的方式使大量溶劑汽化。為充分利用熱能，生產(chǎn)上普遍采用多效蒸發(fā)。蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)形式有很多，在選擇蒸發(fā)器的型式或設(shè)計(jì)蒸發(fā)器時(shí)，在滿足生產(chǎn)任務(wù)要求和保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，還要兼顧所用蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，操作和維修方便，傳熱效果好，同時(shí)還要對(duì)被蒸發(fā)物料的工藝特性有良好的適應(yīng)性。1.1蒸

2、發(fā)操作條件的確定蒸發(fā)操作條件的確定主要指蒸發(fā)器加熱蒸汽壓強(qiáng)（或溫度）、冷凝器操作壓強(qiáng)（或溫度）的選定。正確選擇蒸發(fā)過(guò)程的操作條件，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低能耗極為重要。1.1.1加熱蒸汽壓強(qiáng)的確定通常被蒸發(fā)的溶液有一個(gè)允許的最高溫度，若超過(guò)了此溫度物料就會(huì)變質(zhì)、破壞或分解，這是確定加熱蒸汽壓強(qiáng)的一個(gè)依據(jù)。應(yīng)使操作在低于最大溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，可以采用加壓蒸發(fā)，常壓蒸發(fā)或真空蒸發(fā)。蒸發(fā)是一個(gè)消耗大量加熱蒸汽而又產(chǎn)生大量二次蒸汽的過(guò)程。從節(jié)能的觀點(diǎn)

3、出發(fā)，應(yīng)充分利用二次蒸汽作為其它加熱用的熱源，即要求蒸發(fā)裝置能夠提供溫度較高的二次蒸汽。這樣既可減少鍋爐產(chǎn)生蒸汽的消耗量，又可以減少末效進(jìn)入冷凝器的二次蒸汽量，提高了蒸汽利用率。因此，能夠采用較高溫度的飽和蒸汽作為加熱蒸汽是有利的，但通常所用飽和蒸汽的溫度不超過(guò)180℃超過(guò)時(shí)相應(yīng)的壓強(qiáng)就很高這樣就增加了加熱的設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用，一般的加熱蒸汽壓強(qiáng)在400～800kPa（絕壓）范圍之內(nèi)。本次設(shè)計(jì)任務(wù)綜合考慮，加熱蒸汽設(shè)計(jì)壓強(qiáng)選定為650k

4、Pa。31.3多效蒸發(fā)裝置效數(shù)的確定在流程設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)考慮采用單效還是多效蒸發(fā)，為充分利用熱能，生產(chǎn)中一般采用多效蒸發(fā)。因在多效蒸發(fā)中，將前一效的二次蒸汽作為后一效的加熱蒸汽，可節(jié)省生蒸汽耗量。但不是效數(shù)愈多愈好，效數(shù)受經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的因素所限制。經(jīng)濟(jì)上的限制是指效數(shù)超過(guò)一定時(shí)經(jīng)濟(jì)上不合算。多效蒸發(fā)中，隨效數(shù)的增加，總蒸發(fā)量相同時(shí)所需生蒸汽量減少，使操作費(fèi)用降低。但隨效數(shù)增加，設(shè)備費(fèi)成倍增長(zhǎng)，而所節(jié)省的生蒸汽量愈來(lái)愈少，所以無(wú)限制增加效

5、數(shù)已無(wú)實(shí)際意義，最適宜的效數(shù)應(yīng)使設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)二者之和為最小。技術(shù)上的限制是指效數(shù)過(guò)多，蒸發(fā)操作難于進(jìn)行。一般工業(yè)生產(chǎn)中加熱蒸汽壓強(qiáng)和冷凝器操作壓強(qiáng)都有一定限制，因此在一定操作下，蒸發(fā)器的理論總溫差為一定值。在效數(shù)增加時(shí)，由于各效溫差損失之和的增加，使總有效溫差減小，分配到各效的有效溫差小到無(wú)法保證各效發(fā)生正常的沸騰狀態(tài)時(shí)，蒸發(fā)操作將無(wú)法進(jìn)行下去?；谏鲜隼碛桑瑢?shí)際的多效蒸發(fā)過(guò)程效數(shù)并不多。為了保證傳熱的正常進(jìn)行，每一效有效溫差不能小于

6、5～7℃。通常對(duì)于電解質(zhì)溶液，如NaOH水溶液，由于其沸點(diǎn)升高較大，采用2～3效，對(duì)于非電解質(zhì)溶液，有機(jī)溶液等，其沸點(diǎn)升高較小，可取為4～6效。其真正適宜的效數(shù)，需通過(guò)最優(yōu)化的方法加以確定。綜上，本次設(shè)計(jì)采用3效蒸發(fā)。因?yàn)樘幚淼娜芤菏荖aOH水溶液，為電解質(zhì)溶液，其沸點(diǎn)升高較大，考慮到操作時(shí)熱能的充分利用和經(jīng)濟(jì)的合理性與技術(shù)上的限制性，所以選用3效蒸發(fā)。1.4多效蒸發(fā)流程的選擇多效蒸發(fā)的操作流程根據(jù)加熱蒸汽與料液的流向不同，可分為并流，