三效逆流蒸发课程设计.docx

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1、中南大学化工原理课程设计题目：NaOH水溶液蒸发装置的设计学院：化学化工学院班级：应用化学学号：姓名：指导老师：日期：(1)沸点升高蒸发的溶液中含有不挥发性的溶质，在港台压力下溶液的蒸气压较 同温度下纯溶剂的蒸汽压低，使溶液的沸点高于纯溶液的沸点，这种现象称为溶液沸点的 升高。在加热蒸汽温度一定的情况下，蒸发溶液时的传热温差必定小于加热纯溶剂的纯热 温差，而且溶液的浓度越高，这种影响也越显著。(2)物料的工艺特性蒸发的溶液本身具有某些特性，例如有些物料在浓缩时可能 析出晶体，或易于结垢；有些那么具有较大的黏度或较强的腐蚀性等。如何根据物料的特性 和工艺要求，选择适宜的蒸发流程和设备是蒸发操作彼

2、此必须要考虑的问题。(3)节约能源蒸发时汽化的溶剂量较大，需要消耗较大的加热蒸汽。如何充分利 用热量，提高加热蒸汽的利用率是蒸发操作要考虑的另一个问题。四、蒸发设备蒸发设备的作用是使进入蒸发器的原料液被加热，局部气化，得到浓缩的完成液，同 时需要排出二次蒸汽，并使之与所夹带的液滴和雾沫相别离。蒸发的主体设备是蒸发器，它主要由加热室和蒸发室组成。蒸发的辅助设备包括：使液沫 进一步别离的除沫器，和使二次蒸汽全部冷凝的冷凝器。减压操作时还需真空装置。兹分 述如下：由于生产要求的不同，蒸发设备有多种不同的结构型式。对常用的间壁传热式蒸发器, 按溶液在蒸发器中的运动情况，大致可分为以下两大类：(1)循环

3、型蒸发器特点：溶液在蒸发器中做循环流动，蒸发器内溶液浓度基本相同，接近于完 成液的浓度。操作稳定。此类蒸发器主要有：a.中央循环管式蒸发器b.悬筐式蒸发器c.外热式蒸发器d.列文式蒸发器e.强制循环蒸发器其中，前四种为自然循环蒸发器。(2)单程型蒸发器特点：溶液以液膜的形式一次通过加热室，不进行循环。优点：溶液停留时间短，故特别适用于热敏性物料的 蒸发；温度差损失较 小，外表传热系数较大。缺点：设计或操作不当时不易成膜，热流量将明显下降；不适用于易结晶、 结垢物料的蒸发。此类蒸发器主要有：a.升膜式蒸发器b.降膜式蒸发器c.刮板式蒸发器五、蒸发器选型本次设计采用的是中央循环管式蒸发器：结构特点

4、：加热室由一垂直的加热管束(沸腾管束)构成，在管束中央有一根直径较 大的管子，成为中央循环管，其界面及一般为加热管束总截面积的40%100%。优点：结构紧凑，制造方便，操作可靠。有“标准蒸发器”之称缺点：由于受总高度限制，加热管长度较短，其循环速度较低；而且由于溶液在加热 管内不断循环，使其组成始终接近完成液的组成，因而溶液的沸点高、有效温差减小。第二章蒸发装置设计任务书一、设计题目NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设计二、设计任务及操作条件(1)处理能力4.32 x IO4 t/a NaOH水溶液。(2)设备型式 中央循环管式蒸发器。(3)操作条件NaOH水溶液的原料浓度为10%,完成液体

5、浓度为30%,原料液温度为第 一*效沸点温度。加热汽压力为500kPa (绝压)，冷凝器的绝压为20kPa (绝压)。各效蒸发器的总传热系数分别为：& = 1800I4Z/(m2 )K2 = 1200lV/(m2 )K3 = 600V/(m2 )在三效中液体的平均密度分别为1120Kg/k、为90 Kg/m 1330 Kg/m3o蒸发器中溶液的液面高度为1. 5mo各效加热蒸发汽的冷凝液在饱和温度下排出，假设各效传热面积相等，并 忽略热损失。每年按照300天计，每天24小时。三、设计工程(1)设计方案简介：对确定的工艺流程及蒸发器型式进行简要论述。(2)蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积。

6、(3)蒸发器的主要结构尺寸设计。(4)主要辅助设备选型，包括气液别离器及蒸汽冷凝器等。(5)绘制NaOH水溶液三效逆流加料蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图。(6)对本设计进行评述。第三章三效蒸发器的工艺计算多效蒸发的工艺计算多效蒸发的工艺计算的主要依据是物料衡算和、热量衡算及传热速率方程。计算的主 要工程有：加热蒸汽(生蒸汽)的消耗量、各效溶剂蒸发量以及各效的传热面积。计算的 参数有：料液的流量、温度和浓度，最终完成液的浓度，加热蒸汽的压强和冷凝器中 的压强等。蒸发器的设计计算步骤多效蒸发的计算一般采用试算法。(1)根据工艺要求及溶液的性质，确定蒸发的操作条件(如加热蒸汽压强及冷凝器 的压

7、强)，蒸发器的形式、流程和效数。（2）根据生产经验数据，初步估计各效蒸发量和各效完成液的浓度。（3）根据经验假设蒸汽通过各效的压强降相等，估算个效溶液沸点和有效总温差。（4）根据蒸发器的焰衡算，求各效的蒸发量和传热量。（5）根据传热速率方程计算各效的传热面积。假设求得的各效传热面积不相等，那么应 按下面介绍的方法重新分配有效温度差，重复步骤（3）至（5）,直到所求得各效传热面积 相等（或满足预先给出的精度要求）为止。一、估计各效蒸发量和完成液组成4.32 x 107 /0,1300 x 24 X V _ 03/总蒸发量=4000 kg对三效逆流加料蒸发流程，假设进料温度接近于原料液的沸点温度，

8、没有额外蒸汽引出或补充，可近似按下式进行计算，即名右叫右加3，SW = w + w2 + w3w = W1 + W2 + W3 = 3W3 = 4000 kg/h由以上两式可得:= 1333 kg/hW2 = 1333 kg/h名=1333 kg/h式中:F -原料液的流量，kg/ h；X. -原料液中溶质的质量微t；K 第i效的蒸发量，kg / h(i = 1,2,，n 因而初估各效完成液的浓度为：6000 x 0.1=0.13F 14 32 一IVj = F -W3 = 6000 - 1333 工Fxq6000 x 0.1F -W2-W3 6000 - 2 x 1333二、估计各效溶液的沸

9、点和有效总温差为求各效溶液沸点，需假定各效操作压强。加热蒸汽压强500kPa,冷凝器中的操作压 强20kPa,其它各效二次蒸汽压强可按各效间蒸汽压强降相等的假设来确定。即各效加热 蒸汽压强与二次蒸汽压强之差为：设各效间的压强降相等，那么总压强差为： AP = Pi - Pk = 500 -20 = 480kPa各效压力差R式中,SAP一一各效加热蒸汽压强与二次蒸气压强之差(kPa)Pi第一次加热蒸气的压强(kPa)Pk-末效冷凝器中的二次蒸气的压强(kPa)由各效的压力差可求得各效蒸发室的压力，即P； = Pi APj = 500 160 = 340kPaP2 = Pi - 2AR = 500

10、 - 2 x 160 = 180kPaP3 = Pi - 3AR = 500 - 3 x 160 = 20kPa由小可查得或计算得到对应的温度和汽化潜热彳，如表3-1,同时前一效的二次蒸 汽即为后一效的加热蒸汽。表3T二次蒸汽温度和相应的汽化潜热T； = 137. TCrx = 2155V / kgf = 116. 6Vr2 = 224kJ / kgT； = 60. IVq = 2355V / kg对于饱和水蒸汽，压强（或者温度）时可通过饱和水蒸汽表查取对应的温度（或 者压强）、汽化潜热。多效蒸发中的有效传热总温度差可用下式计算：有效总温度差式中，2At有效总温度差，为各效有效温度差之和，Ti

11、第一效加热蒸气的温度，tk冷凝器操作压强下二次蒸气的饱和温度，C总的温度差损失，为各效温差损失之和，C式中，-由于溶液的蒸汽压下降而引起的温度差损失，。C?由于液柱静压力而引起的温度差损失，C一一由于管道流体阻力产生压强降而引起的温度差损失，各种温度差损失的计算（一）各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失2杜林规那么（dnhring，s rule）:某种溶液的沸点和相同压强下标准液体（一般为水） 的沸点呈线性关系。根据各效二次蒸汽温度（也即相同温度压力水的沸点）和各效完成液的浓度,由 氢氧化钠水溶液的杜林线图可查的各效溶液得沸点分别为：.=143.2& = 124况=63.3那么各效由于溶

12、液蒸汽压压下降所引起的温度差损失为：；=143. 2-137. 7=5.5i=124-116. 6=7. 4所以,能=2.3E =；+ A/ 能=8. 7+7. 4+2. 3=8. 4（二）由于液柱静压力而引起的温度差损失2为简便计算，以液层中部点处的压力和沸点代表整个液层的平均压力和平均温度，那么 根据流体静力学方程，液层的平均压力为：Pav = P+式中,p,一蒸发器中液面和底层的平均压强，Pa一二次蒸气的压强，即液面处的压强，Pa 九一溶液的平均密度，kg/m3L液层高度，m g-重力加速度，m/s2根据凡v = p+又因液位高度为1.5米，由NaOH水溶液比重图可得以下数据:NaOH水

13、溶液密度(kg/rrP)Pavi = 1460 kg/m3Pav2 = 1200 kg/m3Pav3 = 1120 kg/m3Pav. =P1 +Pav19J -2 Pav2gL -21460 x 9.8 x 1,5=340 + - = 350.7/cPa2 x 10001200 x 9.8 x 1,5=180 +Pav3 = P4 + PaVL = 20 +2 x 1000 1120x9.8x1.5 2 x 1000=188.8/cPa=282kp a根据各效溶液平均压强查得对应的饱和溶液温度为:Ti=138.8 ;72=118. 8;T3=67.5根据=力mTp式中，Q 根据平均压强求取的

14、水的沸点,%根据二次蒸气压强求得水的沸点。C,所以，；= TaVi -T； = 138.8 - 137.7 = 1.1A；= T0V2 -T = 118.2 - 116.6 = 1.6&= Tvq -T = 67.5 - 60.1 = 7.42 A” = 1.1+ 1.6+ 7.4 = 10.1（三）流体阻力产生压降所引起的温度差损失取经验值 1 C, gPAi=A2=A；=l,那么A” = 3故蒸发装置得总的温度差损失为E =? +? + ”=8. 4+10. 1+3=29. 5 （四）各效料夜的温度和有效总温差由各效二次蒸气压力P,及温度差损失A,即可由下式估算各效料夜的温度小T； + A

15、zi= ；+；+ ；= 5.5 + 1.1 + 1 = 7.6&=怎 + 42 + ；= 7.4 + 1.6 + 1 = 105 & + A； + A；= 2.3 + 7.4 + 1 = 10.7各效料夜得温度为：tTi +A,=137. 7+7. 6=M5. 3,t2=T2 + A2=116. 6+10=126. 6 ,t3=T3+A =60. 1+10. 7=70. 7 J有效总温度差为t = （Ts-TD-由手册查的500kpa饱和蒸气的温度为151. 7,气化潜热为2113kJ/kg,所以,以）=151. 7-60. 1-26. 3=65. 3三、加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算假设

16、系统的热损失和溶液的稀释热可忽略不计，加热蒸汽的冷凝水在饱和温度下排出 那么溶液的热焰可用定压比热来计算，即第i效的焰衡算式为：Qi = Diri = (FCpo - WiCpw - W2CpwWCpw)(ti - tji) 4- Wih第i效的蒸发量叱的计算式为z Dj。 (FCpo Wjpw W?CpwWj_iCpw)(tj_i - tj)Wj = ( H；)riri式中，第i效的加热蒸汽量，当无额外蒸汽抽出时Di=Wji4第i效加热蒸气的汽化潜热/第i效二次蒸气的汽化潜热匕。原料液的比热Cpw水的比热生 *分别为第i效及第iT效溶液的沸点对于沸点进料，t0 = tr,由前面可知道，-=2

17、113kJ/kg, r； = 2155 kj/kg，代入= = D1 = 0.9805D1(a)1 rr 1 21551第二效的热衡算式为：W2 =(Wi 乌 + (Fcp。一WiCpw)(tt2) 22由前面可知道，r2 = 2155kJ/kg, r2 = 2214 kj/kg,所以w2 =(W . + (FCpo _ Wjpw)(ti _ t2) r2r2)=0. 9380W1+198. 5(b)第三效的热衡算式为：W3= ( W2 J + (FCp。- WlCpw W2Cpw)(t2 - t3)由前面可知道，r3 = 2214kJ/kg, r3 = 2355 kj/kg,所以w3=( W

18、2 +(FCp-W1Cpw-W2Cpw)(t2-t3)=-W2 + (6000 x 3.917 - 4.187(W1 + W2) ) 126-6-70-72355 z vv 1 z 72355(c)(d)(c)(d)=0. 8409W2-0. 0992W1+557. 0又因 M +收+ % = 4000联立(a), (b), (c), (d)式,解得:Wi=117L2kg/hW2=1297. Ikg/h明二 1531. Ikg/hDf 1194. 5kg/h四、蒸发器的传热面积的估算任意一效的传热速率方程为5,. =-KM式中，第i效的传热速率，W&第i效的传热系数，W/ (m2, )也一笑i

19、效的传热温度差，第i效的传热面积，m2在三效蒸发中，为了便于制造和安装，通常采用各效传热面积相等的蒸发器，即,S1 = S2 = S各效蒸发器的总传热系数：Kx = 1800W/m2.K, Kx = 1200W/m2.K,= 600W/m2.KQi=Diri=1150.2X2113X10003600=7.011 x 105WAt】=I 一 L = 151.7 - 145.3 = 6.4SiQ2=Wir2=Qi 7.011X105 公八 Q 2=60. 8 m，KMti 1800X6.41171.2X2155X1000 r c- d ,=7.011 x 105W3600t2 T2 tT； t2

20、= 137.7 - 126.6 = 11,1S2Q3= w2r3=Q1 7.011X105 ro r 2=-2a=52. 6m，KiAti 1200X11.11297.1X2214X1000 _ 7,977 x 0503600t3 = T3 -13 = T2 -13 = 116,6 - 70.7 = 45.9S3盘二*二29. （W误差1萍=1-6.4+11.1+45.960.8x6.4+52.6x11.1+29.0x45.9 o o ?=36.3m费=0.52,误差较大，应调整各效得有效温度，重复上述计算过程。五、有效温差的再分配平均传热面积：SMti+SzAtz+SsAt?8=二2 At重

21、新分配有效温度差： tl = & Ati =骋 x 64 = 10.7S36.3 % = At2 = X 11.1 = 16.1弓=2% =碧 X 45.9 = 36.7$ S 36.3六、重复上述计算步骤（一）、计算各效溶液浓度=0. 1343=0. 1343_ Fx0 _ 6000x0.1X3 F-W3 6000-1531.1X2Fxo6000x0.1F-W2-W3=0. 1892X1=0.3（二）、计算各效溶液沸点第一效溶液浓度和二次蒸汽压强保持不变,各种温度差损失可视为衡值，故第一效溶 液的沸点ti = 145.3.T2 = T； = t3 二148.5 - 10.3 = 138.2由

22、于第二效二次蒸汽温度为T2z=119. 4,再由x2=0. 241查杜林曲线得tA2=132,所以第二效料液的温度为= tA2 + 4 + 人2同理= T1 = t3 At；再由T/ =142. 6, xO. 142查杜林曲线得：tA1=148t2 =+ 42 + z说明溶液的温度差损失变化不打，不必重新计算，故有效温度差为2加=30.2温度差重新分配后，各效温度情况列于下表：效次IIIIII加热蒸气温度（，151.7139.5118.8有效温度差4J, 10. 716. 136.7料夜温度（沸点） %, 145.3123.482. 1(三)、各效焰衡算T； = 139.5, r； = 214

23、8.7kj/kgT2 =118.8C , r2=2204.2kJ/kgT3 = 60.1, r3 = 2355kj/kgWi = 3 = Di 义更=0.9834D1(a)1 rt 1 2148.71第二效的热衡算式为：(W，2 1 (FCpo - WiCpw)(ti -t2) lf2r2由前面可知道，r2 = 2148.7kJ/kg, r2 = 2204.2kJ/kg,所以W2 W2 (FCpo WCpw)(t t2)+ (6000x 3,9174. 187WQ x I453-123-42204.2112204.1二0.9121Wi+180.2(b)第三效的热衡算式为：W3= (W2r3 +

24、(FCp-W1cpw-W2cpw)(t2-t3)由前面可知道，r3 = 2204.2kJ/kg, r3 = 2355kJ/kg,所以W3 = (W2 +r3W3 = (W2 +r3(FCpo-WiCpw-WzCpw)。2T3)W2 + (6000 X 3.917 - 4.187CW1 + W2 ) ) *黑23=0. 8628W2-0. 0732W1+411. 3又因 W1+ W2+ W3=4000W2 + (6000 X 3.917 - 4.187CW1 + W2 ) ) *黑23=0. 8628W2-0. 0732W1+411. 3又因 W1+ W2+ W3=4000(C)(d)联立(a)

25、, (b), (c), (d)式,解得:Wi=1207.8kg/hW2=1308. Okg/h吗=1474. 9kg/hD尸 1228.2kg/h与第一次热量恒算所得结果比拟，其相对误差为:1171.211207.81297.111308.01171.211207.8=0.030=0.008=0.038计算的相对误差均在0. 05允许范围之内股计算得各效蒸发面积合理。其各效溶液浓 度无明显变化不必再算。（四”蒸发器传热面积的计算=7.209 X 105W=7.209 X 105Wc n 1228.2X2113X100036003600Qi=Diri=-ti = 10.7Si =Qi 7.209

26、X105 Q7 /2=37. 4 mzK$ti 1800X10.7Q2=Wir2= = 7209 X 105W3600匕=16.1S2二 Q2K2At2Q3= w2r3 二= 7.2O9X1O=3L 3m21200X16.12204.2X1308.0X1000 o 八八八 .八一了=8.008 x 105W3600t3 = 36.7Q3 8.008x1()5 c0 彳 2S3S3=36. 4m2误差1一” = 1-、maxS = 37,0m2 oK3At3 600X36.7碧 =0.026 0.05,迭代计算结果合理，取平均传热面积3 /4七、计算结果效数123冷凝器加热蒸汽温度军 ()150

27、.9142.6119.460. 7操作压强pj (kPa)389.7195. 12020溶液沸点t/C153. 7134.4103.2完成液浓度(%)3018.9213.43蒸发水量Wjkg/h1207.81308. 01474. 9生蒸汽量D Kg/h1228. 2传热面积S. m237.037.037.0表中操作压强pi按=142.6。查得，p2按4 = I, =119.4。查得，P3 =Pk = 20kpa.第四章 蒸发器的主要结构尺寸计算一、加热管的选择和管数的初步估计由n=sndo(L-O.l)可知当蒸发器加热管选取：L = 2.0m ,057x3.5加形 的无缝钢管S=37. Om

28、2S蒸发器的传热面积，m2L = 2.0mL 加热管长度，m；d0 = 0.057m当加热管的规格与长度确立后,d0 = 0.057m当加热管的规格与长度确立后,d0加热管外径，m；可由下式初步估算所需管子数力,因加热管固定在管板上，考虑管板厚度所占据的传热面积，那么计算时的管长应用(L-0. 1) m.ndo(L-O.l)37.0.X0.057X 3】尸9 根二、循环管的选择循环管截面积是根据是循环阻力尽量减小的原那么来考虑的。中央循环管式蒸发器的循 环管截面积可取加热管总截面积的40%100虬 加热管的总截面积可按计算。循环管内 径Di以表示，对于加热面积较小的蒸发器，应去较大的百分数，取

29、加热管的面积85%,那么际=0.85n -df414 1对于加热面积较小的蒸发器，应选取较大的百分数：Di = V0.85nz di = V0.85 x 109 x 0.05 = 0.481选取管子的直径为：0500 x 9.5,循环管管长与加热管管长相同为2.0m。三、加热室直径及加热管数目确实定加热室的内径取决于加热管和循环管的规格、数目及在管板上的排列方式。加热管在 管板上的排列方式有三角形排列、正方形排列、同心圆排列。目前以三角形排列居多。查表4-4,加热管的管心距70mm管子按正三角形排列，管束中心线上管数，nc = l.lVn7 = 1.1 x V109 =12初步估算加热室内径，

30、即，=-1) + 2b其中 5 =(1 1.5)4 取5=1.4% o 那么Dj = 70 x (12 - 1) + 1.4 x 57 = 850mm查国家标准压力容器公称直径表和表4-5选取加热室壳体内径4)850mni,壁厚12mm以该内径和循环管外径作同心圆，在同心圆的环隙中，按加热管的排列方式和管心 距作图通过作图,求得加热管数n=113根，而初步估算n109根其相对误差其相对误差1091113=0. 035 0.05所以误差不大，计算合理，所以循环管的规格一次选定巾850xl2rnni。式中V别离室的体积，m3;W某效蒸发器的二次蒸汽量，kg/h;p某效蒸发器二次蒸汽密度，kg/m3

31、U 蒸发体积强度,m3/ (m3. s)0 一般用允许值为1.1 1.5m3/(m3 .s)为方便起见，各效别离室的尺寸取一致。别离室体积宜取其中较大者。蒸发强度选U = 1.4m3 /(m3.5)因为末效体积最大，故别离室体积为V = =一世=5=2 15m33600pU3600 x p3 x U 3600 x 0.136 x 1.4确定了别离室的体积，其高度与直径符合以下关系，v = -d2h4考虑到蒸发体积强度V；, 一般为1.11.5m3/ (s.m2),故取1. 5n)3/ (s.m2) 有冷浮H利用此关系确定高度和直径时应考虑如下原那么：(1)别离室的高度与直径之比乜=12。D(2

32、)在条件允许的情况下，别离室的直径尽量与加热室相同，这样可使结构简单制造 方便。(3)高度和直径都适于施工现场的安放。应选D=0.978mD=978mmH=l. 9m H=1900mm五、接管尺寸确实定流体进出口的内径按下式计算71U式中流体的体积流量m7s ；u流体的适宜流速m/s ,估算出内径后，应从管规格表格中选用相近的标准管。（一）、溶液的进出口对于逆流加料的三效蒸发，第一效溶液流量最大，各效设备尺寸一致，根据第一效溶 液流量确定接管。取流体的流速为L4 m/s；4Vs0.032m4 x 6000/36001460 x n x 1.4所以取038 x 3mm规格管。（二”加热蒸气进口与

33、二次蒸汽出口各效结构尺寸一致二次蒸汽体积流量应取各效中较大者。第in效体积流量最大，取 流体的流速为25 m/s ,故nunu4x 1474.9/36001.46 x k x 25=0.119m所以取0127 x 4mm规格管。（三）冷凝水出口4x 1474.9/36001460 x n x 0.08冷凝水的排出一般属于液体自然流动，接管直径应由各效加热蒸气消耗量较大者确定。 取流体的流速为0. 08 m/s=0.067m所以取073 x 3mm规格管。第五章蒸发装置的辅助设备一、气液别离器蒸发操作时，二次蒸汽中夹带大量的液体，虽在别离室得到初步的别离，但是为了防 止损失有用的产品或防止污染冷

34、凝液，还需设置气液别离器，以使雾沫中的液体聚集并与 二次蒸汽别离，故气液别离器或除沫器。选择惯性式除沫器，其工作原理是利用带有液滴的二次蒸汽在突然改变运动方向时, 液滴因惯性作用而与蒸汽别离。在惯性式除沫器的主要尺寸关系：4-二次蒸汽的管径，m除沫器内管直径，mDZ) - D. = 1:1.5 : 2h = (0.4 0.5)22-除沫器外罩管得直径，相-除沫器外壳直径，m”-除沫器的总高度，m人-除沫器内管顶部与器得距离，m由加热蒸气进口与二次蒸汽出口接管尺寸,Do = d2 = 119mmDo = d2 = 119mm所以Di = 119mmD2 = 179mmD3 = 238mmH =

35、D3 = 238mm所以h = 0.5Di = 60mm除沫器内管选用0127 x 4mm除沫器外罩管选用0194 x 7.5mm 除沫器外壳管选用0273 x 17mm二、蒸汽冷凝器蒸汽冷凝器的作用是用冷却水将二次蒸汽冷凝。多层孔板式蒸气冷凝器二次蒸汽与冷却水直接接触进行热交换，其冷却效果好，结构 简单，操作方便，价格低廉，因此被广泛采用。所以，选用多层孔板式蒸气冷凝器。（一）、冷却水量九根据冷凝器入口蒸汽压强和冷却水进口温度可由图表4-13可查得。匕=%式中，匕冷却水量m3/h；叫所需冷凝的蒸汽量，kg/h因为计算值匕值偏低，故设计时取查图4-13实际取查图4-13实际取匕=(1.21.2

36、5也 xx = 50 kg/m3W = 1474.9 kg/h1474 9VL = 1.25 x so. = 36.87m3/h（二）冷凝器的直径根据进入冷凝器的二次体积流量，由于二次蒸气流速为1520m/s用流量公式求出冷凝器直径凝器直径4 x 1474.9/3600D =a ii x 20 x 0.136=0.438m所以选冷凝器直径0480 x 20mm（三）淋水板的设计淋水板数：D 500mm，淋水板取4块淋水板间距：Ln+l= 0.7又L。=D又0. 150.3)m取 =0 + 0.2Lo = 0.438 + 0.2 = 0.638mL1 = O.7Lo = 0.7 x 0.638

37、= 0.447mL2 = 0.7Li = 0.7 x 0.447 = 0.313mL3 = 0.7L2 = 0.7 x 0.313 = 0.219m所以取，Lo = 0.638mLi = 0.447mL2 = 0.313mL3 = 0.219m(1) 弓型淋水板的宽度：最上面一块皆二(0. 80.9) D,其他各淋水板B=D/2+0. 05 m所以，B = 0.85D = 0.85 x 0.438 = 0.372mB = D/2 + 0.05 = 0.438/2 + 0.05 = 0.269m淋水板堰高h：D=438mm127 x 4mm冷凝水出口管4)73 x 3mm气液别离器二次蒸汽的管径

38、119mm除沫器内管的直径119mm除沫器外罩管的直径179mm除沫器外壳直径238mm除沫器的总高度238mm除沫器的内管顶部与器顶的距离60mm蒸汽冷凝器冷却水量36.87m3/h冷凝器的直径0. 438m淋水板数4弓形淋水板的宽度372mm/269mm淋水板堰高40mm淋水板孔径10mm淋水板孔数187第七章设计综述化工原理课程以单元操作为内容，以传递过程原理和研究方法论为主线，研究各个物 理加工过程的基本规律，典型设备的设计方法，过程的操作和调节原理。化工原理课程教 学包括三个环节，即：理论课教学、实验课教学和课程设计。实验课与理论课同步进行, 课程设计安排在化工原理理论课之后进行。实

39、验课程的设计思想：培养学生动手能力、观 察能力、综合分析和处理问题的能力。课程设计是一个总结性的教学环节，针对化工厂中 一个实际的化工单元操作，完成主体设备的工艺设计，附属设备的选型设计，主体设备总 图的绘制。通过课程设计，使学生掌握化工设计的程序和方法，学会查阅资料、使用手册、 选用数据和公式、合理确定工艺流程、正确进行工艺计算、用技术经济的观点评价设计结 果，用文字、数表、图纸表达设计思想、以及严谨认真的工作态度。通过本次课程设计，主要收获了以下几个方面。一、提高能力(1)熟悉查阅文献资料、有关数据、正确使用公式。(2)在兼顾技术上先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要

40、求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、平安运行所需的检测和计 量参数。(3)准确而迅速地进行过程计算及主要设备的工艺设计计算。(4)用精炼的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达自己的设计思想和计算结果。二、增长知识本次做的是蒸发装置的设计。蒸发操作大量用于化工、制药、食品、生物等生产。由 此可见蒸发在现实生产生活中的作用极其重要。蒸发的目的是实现液体混合物的的浓缩。 本次设计中做到了对液体混合物之间不仅其物理参数(粘度、密度、沸点、临界热流值等)， 而且其他特性(可结晶性、起沫性、溶液的热稳定性等)也做了综合考虑，对设计参数做 出了适当的选择和确定，有利于蒸发过程中传质与传热别离的进行。通过本次设计使我们 对所学专业知识有了更加深刻的认识，而且培养了我们在今后的学习，工作中的一丝不苟 的态度。三、熟悉方法(1)办公软件Word的灵活运用。(2)专业绘图软件Auto CAD的使用。(3)工程制图的相关基本知识。当然，这是第一次做课程设计，难免会遇到各种问题。比方在工艺尺寸的选择和计算 中遇到一些困难,致使设计往复好几次,还有对word排版应用不熟练,CAD使用不流畅等。 但我们相信经过这次的课设，以后一定会克服这些困难，轻车熟路。同时也很感谢指导老 师和其他同学的给帮助。我们也会在今后的工作、学习中不断奋斗，