设计任务书设计题目NaOH水溶液蒸发装置的设计二、设计任务及操作条件1、设计任务处理量24000（kg/h）（6000，7200，24000）料液浓度：10.6%（wt%）（4.7％，10.6%，）质量分率产品浓度：23.7%（wt%）（23.7%，30%）质量分率加热蒸汽温度151（℃）（151，158.1）末效冷凝器的温度59.6（℃）（49，59.6）2、操作条件加料方式：三效并流加料原料液温度：第一效沸点温度各效蒸发器中溶液的平均密度：ρ1=1014kg/m3，ρ2=1060kg/m3，ρ3=1239kg/m3加热蒸汽压强：500kPa（绝压），冷凝器压强为20kPa（绝压）各效蒸发器的总传热系数：K1=1500W/（m2·K），K2=1000W/（m2·K），K3=600W/（m2·K）各效蒸发器中液面的高度：1.5m3.2各效蒸发量和完成液浓度的估算本设计任务条件是：NaOH水溶液处理量：7200kg/h；溶液浓度4.7%；温度20℃；完成液浓度30%。原料液加料量：F=7200kg/h总蒸发量：W=F(1-)=7200×（1-）=28183.33kg/h式中：W——总蒸发量kg/h；F——进料流量kg/h；——初始液浓度；——完成液浓度。因并流加料，蒸发中无额外蒸汽引出，假设各效蒸发量相等，即=====9394.44、、分别表示第一效、第二效、第三效蒸发量。各效完成液的浓度为：16.7%24.32%50%其中：——第一效完成液浓度；——第二效完成液浓度；——第三效完成液浓度。2.3溶液沸点和有效温度差的确定选定加热蒸汽压强=600kpa，冷凝器中的操作压强=30kpa：其它各效二次蒸汽的压强按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。即：故第i效二次蒸汽压强为：式中ΔP——各效加热蒸汽压强与二次蒸汽压强之差；第一效加热蒸汽的压强；——末效冷凝器中的二次蒸汽的压强。第一效600-190kPa第二效600-2×190=220kPa第三效600-3×190=30kPa由各效的二次蒸汽压强，查得相应的二次蒸汽的温度及汽化潜热列于表2-1。表2-1不同压力下蒸汽温度和汽化潜热效数参数123二次蒸汽压强/kPa41022030二次蒸汽的温度/144.2612366.5气化潜热kJ/kg2135.882196.922333.72.3.1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失/根据各效的二次蒸汽温度和各效完成液的组成,查得各效溶液的沸点tAi分别为:表2-2糖液不同质量分数对应的常压沸点升高质量分数%16.0724.3250常压下的沸点升高℃0.220.381.8则各效由于溶液蒸汽压下降所引起的温度差损失为：℃℃℃2.3.2由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失某些蒸发器在操作时，器内溶液需维持一定的液位，因而蒸发器中溶液内部的压强大于液面的压强，致使溶液内部的沸点较液面处的较高，二者之差即为因溶液静压强引起的温度差损失，为简便起见，溶液内部沸点按液面与底部的平均压强下水的沸点和二次蒸汽的压强下水的沸点差估算，平均压强近似按静力学方程估算：管长大概为2.5～3m,所以选式中：——蒸发器中液面与底层的平均压强，Pa；——二次蒸汽的压强，Pa；——溶液的平均密度，kg/；h——液层高度，m。可查得不同糖液浓度下的密度见表2-3。表2-3不同糖液浓度下的密度浓度%1216.7024.3250密度kg/1046.41063.21098.41230根据各效溶液压强查得对应的饱和溶液温度见表2-4。表2-4平均压强对应的饱和溶液温度效数=1\*ROMANI=2\*ROMANII=3\*ROMANIII压强，421.47231.8543.27水的沸点，℃145.25123.3977.03℃℃℃2.3.3由流动阻力而引起的温度差损失在多效蒸发中末效以前各效的二次蒸汽流到下一效的加热室的过程中由于管道阻力使其压强降低蒸汽的饱和温度也相应降低由此引起的温度差损失即为，根据经验其值选取1℃。即====1℃,2.3.4各效溶液的沸点和有效总温度差各效温度差损失℃℃℃溶液的沸点为所以可得：各效溶液沸点为℃℃℃、、—分别为第一效、第二效和第三效二次蒸汽的温度，℃。查表得600kPa饱和蒸汽的温度为158.7℃、汽化潜热为2091.1kJ/kg各效传热温度差℃℃℃、、—分别为第一效、第二效和第三效加热蒸汽的温度，℃。2.4加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算原料液的比热可视为定值为3.95kJ/（kg﹒℃），水的比热=4.187kJ/（kg﹒℃）