多效蒸發(fā)器設(shè)計計算.doc

《多效蒸發(fā)器設(shè)計計算.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、多效蒸發(fā)器設(shè)計計算（一）蒸發(fā)器的設(shè)計步驟多效蒸發(fā)的計算一般采用迭代計算法（1）根據(jù)工藝要求及溶液的性質(zhì)，確定蒸發(fā)的操作條件（如加熱蒸汽壓強及冷凝器壓強）、蒸發(fā)器的形式（升膜蒸發(fā)器、降膜蒸發(fā)器、強制循環(huán)蒸發(fā)器、刮膜蒸發(fā)器）、流程和效數(shù)。（2）根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，初步估計各效蒸發(fā)量和各效完成液的組成。（3）根據(jù)經(jīng)驗，假設(shè)蒸汽通過各效的壓強降相等，估算各效溶液沸點和有效總溫差。（4）根據(jù)蒸發(fā)器的焓衡算，求各效的蒸發(fā)量和傳熱量。（5）根據(jù)傳熱速率方程計算各效的傳熱面積。若求得的各效傳熱面積不相等，則應(yīng)按下面介紹的方法重新分配有效溫度差，重復(fù)步驟（3）至（5）

2、，直到所求得的各效傳熱面積相等（或滿足預(yù)先給出的精度要求）為止。（二）蒸發(fā)器的計算方法下面以三效并流加料的蒸發(fā)裝置為例介紹多效蒸發(fā)的計算方法。1.估值各效蒸發(fā)量和完成液組成總蒸發(fā)量（1-1）在蒸發(fā)過程中，總蒸發(fā)量為各效蒸發(fā)量之和W=W1+W2+…+Wn（1-2）任何一效中料液的組成為（1-3）一般情況下，各效蒸發(fā)量可按總政發(fā)來那個的平均值估算，即（1-4）對于并流操作的多效蒸發(fā)，因有自蒸發(fā)現(xiàn)象，課按如下比例進(jìn)行估計。例如，三效W1：W2：W3=1：1.1：1.2（1-5）以上各式中W—總蒸發(fā)量，kg/h；W1，W2，…，Wn—各效的蒸發(fā)量，kg/h

3、；F—原料液流量，kg/h；x0,x1,…,xn—原料液及各效完成液的組成，質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2.估值各效溶液沸點及有效總溫度差欲求各效沸點溫度，需假定壓強，一般加熱蒸汽壓強和冷凝器中的壓強（或末效壓強）是給定的，其他各效壓強可按各效間蒸汽壓強降相等的假設(shè)來確定。即（1-6）式中—各效加熱蒸汽壓強與二次蒸汽壓強之差，Pa；—第一效加熱蒸汽的壓強，Pa；—末效冷凝器中的二次蒸汽的壓強，Pa。多效蒸發(fā)中的有效傳熱總溫度差可用下式計算：（1-7）式中—有效總溫度差，為各效有效溫度差之和，℃；—第一效加熱蒸汽的溫度，℃；—冷凝器操作壓強下二次蒸汽的飽和溫度，℃；—

4、總的溫度差損失，為各效溫度差損失之和，℃。（1-8）式中—由于溶液的蒸汽壓下降而引起的溫度差損失，℃；—由于蒸發(fā)器中溶液的靜壓強而引起的溫度差損失，℃；—由于管路流體阻力產(chǎn)生壓強降而引起的溫度差損失，℃。關(guān)于、和的求法，分別介紹如下：（1）由于溶液蒸汽壓下降多引起的溫度差損失可用校正系數(shù)法和杜林規(guī)則求得。校正系數(shù)法：（1-9）式中—常壓下由于溶液蒸汽壓下降引起的溫度差損失，℃；某些溶液在常壓下的沸點值可從手冊差得；—校正系數(shù)，量綱為一。一般?。?-10）式中—操作壓強下水的沸點，亦即二次蒸汽的飽和溫度，℃；—操作壓強下二次蒸汽的汽化熱，kJ/kg.

5、杜林規(guī)則：某種溶液的沸點和相同壓強下標(biāo)準(zhǔn)液體（一般為水）的沸點呈線性關(guān)系。在以水的沸點為橫坐標(biāo)，該溶液的沸點為縱坐標(biāo)并以溶液的組成為參數(shù)的直角坐標(biāo)圖上，可得一組直線，稱為杜林直線。利用杜林線圖，可根據(jù)溶液的組成及世紀(jì)壓強下水的沸點查出相同壓強下溶液的沸點，從而得出值。根據(jù)杜林規(guī)則也可計算液體在各種壓強下沸點的近似值。此法的依據(jù)是：某液體在兩種不同壓強下兩沸點之差與水同樣壓強下兩沸點之差，其比值為一常數(shù)，即求得k值，其他任一壓強下的沸點就可由下式求得，即（1-11）所以不用杜林線圖也可計算出溶液的值。（2）由于蒸發(fā)器中溶液靜壓強引起的溫度差損失某些蒸

6、汽器在操作室，器內(nèi)溶液需維持一定的液位，因而蒸發(fā)器中溶液內(nèi)部的壓強大于液面的壓強，致使溶液內(nèi)部的沸點較液面處高，二者之差即為因溶液靜壓強引起的溫度差損失。為簡便起見，溶液內(nèi)部的沸點可按液面和底層的平均壓強來查取。平均壓強近似按靜力學(xué)方程估算：（1-12）式中—蒸發(fā)器中液面和底部間的平均壓強，Pa；—二次蒸汽的壓強，即液面處的壓強，Pa；—溶液的平均密度，kg/m3；—液層高度，m；—重力加速度，m/s2。（1-13）式中—根據(jù)平局壓強求得水的沸點，℃；—根據(jù)二次蒸汽壓強求得水的沸點，℃。由于管道流動阻力產(chǎn)生的壓強降所引起的溫度差損失在多效蒸發(fā)中，末

7、效以前各效的二次蒸汽流到次一效的加熱室的過程中，由于管道阻力使其壓強降低，蒸汽的飽和溫度也相應(yīng)降低，由此而引起的溫度插損失即為。根據(jù)經(jīng)驗，取各效間因管道阻力引起的溫度差損失為1℃.根據(jù)已估算的各效二次蒸汽壓強及溫度差損失，即可由下式估算各效溶液的沸點t。（1-14）3.加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的初步計算第一效的焓衡算式為（1-15）由式（1-15）可求得第I效的蒸發(fā)量。若在焓衡算式中計入溶液的濃縮熱及蒸發(fā)器的熱損失，尚需考慮熱利用系數(shù)。一般溶液的蒸發(fā)，可取為0.98-0.7（式中為溶液的組成變化，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示）。（1-16）式中—第i效的加熱

8、蒸汽量，kg/h,當(dāng)無額外蒸汽抽出時，；—第i效加熱蒸汽的汽化熱，kJ/kg；—第i效二次蒸汽的汽化熱，kJ/kg；—原料