蒸发的基本原理

蒸发的基本原理

前言

使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发，所采用的设备称为蒸发器。蒸发操作广泛应用于化工、石油化工、制药、制糖、造纸、深冷、海水淡化及原子能等工业中。

蒸发操作中的热源厂采用新鲜的饱和水蒸汽，又称生蒸汽。从溶液中蒸出的蒸汽称为二次蒸汽，以区别于生蒸汽。在操作中一般用冷凝方法将二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝热的操作称为单效蒸发。若将二次蒸汽引到下一效蒸发器作为加热蒸汽，以利用其冷凝热，这种串联蒸发操作称为多效蒸发。

蒸发操作可以在加压、常压或减压下进行，工业上的蒸发操作经常在减压下进行，这种操作称为真空蒸发。真空蒸发的特点在于：1. 减压下溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源。2. 溶液的沸点随所处的压强减小而降低，故对相同压强的加热蒸汽而言，当溶液处于减压时可以提高传热总温度差;但与此同时，溶液的粘度加大，使总传热系数下降。3. 真空蒸发系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费用和操作费用提高。

一般情况下，经浓缩后的液体为产品，二次蒸汽冷凝液则被排除；蒸发过程的实质是传热壁面一侧的蒸汽冷凝与另一侧的溶液沸腾间的传热过程，溶剂的汽化速率由传热速率控制，故蒸发属于热量传递过程，但又有别于一般传热过程，因为蒸发过程具有以下特点：

1）传热性质传热壁面一侧为加热蒸汽进行冷凝，另一侧为溶液进行沸腾，故属于避免两侧流体均有相变的恒温传热过程。

2）溶液性质有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢和生泡沫、高温下易分解和聚合；溶液的粘度在蒸发过程中逐渐增大，腐蚀性逐渐增强。

3）溶液沸点的改变含有不挥发溶质的溶液，其蒸汽压较同温度下溶剂（即纯水）的为低，换言之，在相同压强下，溶液的沸点高于纯水的沸点，故当加热蒸汽一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发水的温度差。溶液浓度越高这种现象越显著。

4）泡沫夹带二次蒸汽中常夹带大量液沫，冷凝前必须设法除去，否则不但损

失物料，而且要污染冷凝设备。

5）能源利用蒸发时产生大量二次蒸汽，如何利用它的潜热，是蒸发操作中要考虑的关键问题之一。多效蒸发器就有效的解决了这个问题。

蒸发器主要是由加热室及分离器组成。按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，可将工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型（非膜式）和单程式（膜式）两大类。

1. 循环型（非膜式）蒸发器

这类蒸发器的特点时溶液在蒸发器内作连续循环运动，以提高传热效果、缓和溶液结构情况。由于引起循环运动的原因不同，可分为自然循环和强制循环两种类型。前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同，产生了密度差而引起的循环运动：后者是依靠外加动力坡时溶液沿一方向作循环流动。其包括：（一）中央循环管式（或标准式）蒸发器（二）悬筐式蒸发器（三）外热式蒸发器（四）强制循环蒸发器

2. 膜式（单程型）蒸发器

非膜式蒸发器的主要缺点是加热室内滞料量大，致使物料在高温下停留时间长，热别不适于处理热敏性物料。在膜式蒸发器内，溶液只通过加热是一次即可浓缩到需要的浓度，停留时间仅为数秒或十余秒钟。操作过程中溶液沿加热管壁呈传热效果最佳的膜状流动。包括：（一）升膜式蒸发器（二）降膜式蒸发器（三）升-降膜蒸发器（四）刮板搅拌薄膜蒸发器。

本公司使用的是降膜式蒸发器，原料液由加热室顶部进入，经管端的液体分布器均匀地流入加热管内，在溶液本身的重力作用下，溶液沿管内壁呈膜状下流，并进行蒸发。为了使溶液内在管壁上均匀布膜，为了使效率更佳，蒸发器顶部必须设置良好的液体分布器。

蒸发罐及其在纸浆厂的地位

浆厂及纸厂的操作有一系列的复杂程序。所有过程的每一方面都依赖于所有其他方面的正常运行。为保持费用最低，制浆过程中的许多副产品都要回收再利用。

木块转化为木浆，需要混入NaOH及Na2SO4两种化合物，然后它们和木块放在蒸煮器中蒸煮。这个过程分解木块中的粘合物质及将木质纤维分离出来。蒸

煮上述混合物产生一种叫“黑液”的稀溶液。这种黑液大部分由水组成（重量约占80-85%），其余（重量约15-20%）是蒸煮用的无机化学药品和有机木质素的混合物。黑液里的这种非水部分称作黑液固形物。通过蒸发掉黑液中的水份，燃烧其中的有机物，并将剩余的无机化学药品转化为它们的原始形式，可以回收重新用来蒸煮的无机化学药品。

用蒸汽作为热源，蒸发罐蒸发掉稀黑液中的水分。水分蒸发掉后，黑液固形物被浓缩为占剩余溶液的70%（重量）以上，成为重黑液。这样过后，浓黑液能作为燃料在RB中燃烧，产生蒸汽还原黑液中蒸煮用的化学药品。把黑液浓缩为浓度80%以上的一个好处是减少排到大气中的TRS等有害物质。

定义

●蒸发罐

首先需要复习的一个基本概念是蒸发，让我们从水开始谈起。

水分子有两个氢原子（正电荷）和一个氧原子（负电荷）组成。如图所示，每个分子正负电荷间有大量的空间，这些电荷间强大的引力使水聚在一起。当液体表面附近的一个微粒获得足够的能量以克服液体表面微粒对它的吸引力而逃逸到气体状态，蒸发就产生了。换句话说，任何蒸发罐的主要目的是将水份从黑液中蒸发掉。基本上蒸发罐是这样工作的，把水分蒸发掉。蒸发出来黑液作RB 燃烧用的燃料。把黑液作为燃料在RB中燃烧使工厂经济地产生蒸汽和动力，同时燃烧使工厂从黑液中回收有用的化学药品。而HPD蒸发罐是蒸发和回收过程中的一个关键元素。

●沸点

为使水沸腾，加热是必需的。海拔为零的水在100°C沸腾。在这个温度，水从液态转化到气态。然而，当气压上升到13.8 bar(g)时，温度要上升到150°C 水才沸腾。相应的，房子里的一壶水如果表压-667.7mm Hg柱（即绝压92.30mm Hg）则在50°C时就沸腾。从所提供的表格中很容易找到温度/气压之间的关系。即降低压力就降低沸点。

●能量，热量

热量是一种能量，其度量单位是卡。1卡是把1kg水加热上升1°C所需的热量。这个热量度量单位是个很重要的概念，它帮我们描述热量传递和要达到一个具体温度所需要的能量，比如说这个能量是用来蒸发水还是为你的房子取暖。为更好的描述一定量的蒸发所需要的热量数量，我们还应该理解饱和，过热及过冷等概念。

●饱和

假定在一间房子里有一个容器装有1kg 15°C的水，这时，水的蒸发基本上是不存在的。为了发生蒸发，水必须加热到100°C或其沸点。最初所加的热量不产生蒸发只提高水的温度。这些所加的热量被称作水的敏感热。敏感热量就是1kg 水加热到沸腾所需的热量。既然如此，上面所说的房间里的水的敏感热量是

85卡。一旦到达沸点，再加热水的温度也将不上升，其再加的热量将使水沸腾或蒸发。从沸腾开始蒸发水所加的热量叫做蒸发潜热（Latent Heat Vaporization,abbre. LHV）。蒸发1kg水所需的能量（LHV）大于把它加热到沸点所需的能量（敏感热）。既然如此，蒸发1kg水的蒸发潜热（LHV）是538卡。上面所描述的沸腾过程中所产生的蒸汽存在一个最低温度而使其不致冷疑成水。这个温度我们叫做饱和温度。前面所列的温度表列出了不同操作压力下水的饱和温度和沸点。值得注意的是在零表压下（大气或室压），饱和温度或沸点均是100摄氏度。这里需重点指出的是，把水从液态变为蒸汽所需的热量（即LTV）在蒸汽冷凝到液态时就被回收了，这就是冷凝器之所以能工作的奥秘。

●过热 (superheating)

当水在沸点转化为蒸汽时，这种蒸汽叫饱和蒸汽。然而，现场蒸汽常比饱和温度要高。在这种情况下，蒸汽被认为含有过热。因为前述的蒸汽假设为饱和蒸汽，所以过热蒸汽不能用蒸汽表来描述，过热蒸汽比饱和蒸汽含有更多的热能。通过加水过热蒸汽可以转化为饱和蒸汽。这一方法常使用于进入蒸发链中的现场蒸汽。系统减温装置设立于所有现场蒸汽的入口处。

●过冷（sub cooling）

当所有的蒸汽都被冷凝，剩下的不能冷凝气体也被冷凝到饱和温度以下。这种状态下的蒸汽被称作过冷。

●腾发(flashing)

正如我们所讨论的，压力降低时液体的沸点也降低。若把沸点的液体突然移到另一个压力低的地方，有足够多的热量就会从液体中取走，温度就会下降到它在此压力下新的沸点。这就是我们所说的腾发。

●沸点上升(Boiling Point Rise BPR)

任何压力下水的沸点均在我们前述的蒸汽表中给出了。然而，当脏物质或可溶物存在时，水分子间就有更大的引力以保持液态。此时，需要更高的温度提供足够的能量以使水分子逃逸出水表面。这种升高的液体温度与原饱和蒸汽温度之差叫做沸点上升（BPR）。随着有形物质或固体浓度的提高，沸点也上升。在相应的图形上一条典型曲线表明了黑液浓度对BPR的影响。

●经济效率

效率是每千克蒸汽所产生的蒸发量。对液体而言，降低压力就降低沸点。也就是说，只要后续单元的压力比前续单元的压力低，则前续单元所产生的蒸汽就可用来给后续单元供热。不断地用前一效罐的二次蒸汽作为热源，供热给后一效罐，真空系统和冷凝器就可使液体沸腾。如果有多个效罐使用，这种做法就节约了大量的蒸汽用来蒸发。因为重复使用二次蒸汽，随着效罐的增加，每磅蒸汽我们可以获得越来越多的蒸发。因而，六效罐系统比三效罐系统有更好的效率，而三效罐系统比二效罐系统有更好的效率。

●溢流

●大量的蒸汽冒出液体时，液体可能被带入到下一个效罐，这种情况叫做液体

溢流。溢流不仅造成污染冷凝的问题，而且过多的溢流可能浪费系统中可用的化学物质，提高成本。溢流隔离器和去雾器用来保持溢流最小，这将在设备分析中详细讨论。

●传导性(Conductivity)

传导度是溶液导电能力的度量单位。纯水的导电度很小，而污水有很好的的传导性。随着液体浓度的增加其传导度也增加。正是基于这个原因，传导性可以很好地衡量水或工厂中冷凝水受污染的程度，它也可以作为溢流发生的警报。

●比重(Density)

黑液比重有好几种定义。通常把单位体积下的水在参考温度下（通常15℃或20℃）的具体重量定义为说的比重。比重用一种装置（液体比重计）来测定，它是用波美度来做单位。1波美度等于60℉（15℃）时的浓度。

传热

我们知道，要使液体沸腾必须给液体传热，描述传热的基本公式是：

Q = U ·A·⊿T

这个方程决定热量传导的多少和蒸发的发生量，让我们仔细分析这个方程：

U ------ 传热系数，表明装置热传导的能力

A ------ 传热面积，每一特定的传热装置有固定的传热面积

因为所传导的热量Q直接影响蒸发量，所以⊿T是影响蒸发量的重要因素。当蒸发罐正常运行时，U是管子的特征所决定的（操作者不能改变），传热面积A 也不变。因此，⊿T是唯一的变量，操作者可通过改变⊿T来影响传热效率。事实上，整体的有效温差⊿T（蒸汽温度－真空条件下液体的汽化温度－总BPR）是蒸发的动力。换句话说，整体的有效温差⊿T直接影响蒸发量。操作员可以通过改变蒸汽的压力、温度或真空的压力、温度来改变整体的有效温差⊿T。如插图所示，真空度为35 mm Hg的微小温度变化可以引起产能下降8.5﹪.

减少传热

有好多因素可以降低传热率。比如塞管减小有效的传热面积，从而降低传热效率。有好几种情况造成塞管。其一、蒸汽过热程度太高就可能造成塞管。其二、由于CaCO3的溶解度与温度成反向关系，以及这种情况是在热点的位置发生，故塞管常发生。其三、在液体里面如果出现纤维常促使形成热点，这种热点生成结垢，造成塞管。结垢虽然并不占去全部所用的管子面积，但它减小了传热系数，是一个严重的问题。大量的沉淀物增加了热流的阻力。结垢物可能有好几种原因造成——纤维沉淀（热点）、过热蒸汽、维持了太高的蒸汽压或太少的液态化学

），但好几个状态的结垢物物。结垢物有的可溶（如水），有的不可溶（如CaCO

3

均造成塞管。在检修中发现漏液的管子，常用机械的塞管方式，以使装备正常工作。但机械式的塞管减少有效传热面积，这种状况在老设备中很常见。

蒸汽或加热蒸汽给黑液供热时，它们自己也就被冷凝。当冷凝生成得比冷凝物吸收的速度还要快时，冷凝所发生的效罐就出现“大量冷凝物水”。罐底的这些过多冷凝水造成有效的传热面积减少。系统中有冷凝水设备（旁道）以在冷凝水过多时使用。水汽或蒸汽总包含一些不冷凝气体(NCG),如果让这些NCG积多了，占有管子，就会覆盖管子表面，造成传热面积的减少。设置NCG出口并保持其正常运行，以便保持蒸汽顺畅传递。二次蒸汽速度也能影响传热效率,太高的二次蒸汽速度导致过度的蒸汽压降、过度的沸腾和entrainment；太低的二次蒸汽速度可能防碍液膜形成恰当的厚度，在LTV蒸发罐里尤其是这样。恰当的液膜厚度对获得恰当大小的传热系数是非常重要的。例外，液膜厚度不仅取决于蒸汽负载，也深受管状液流速度的影响。太高的管状液流速度导致过厚的液膜或过多的塞管，从而降低传热效率；而太低的速度回造成热点或加速结垢的形成。

蒸发量计算的基础知识

冷却塔蒸发量计算的基础知识 总冷却循环水量的蒸发量=E + C ☆基础热力学☆基础空气调节学 E＝72 × Q × ( X1 – X2)＝L ×△t ／600 E : 蒸发量kg/h Q : 风量CMM X1 : 入口空气的绝对湿度kg/kg (absolute humidity) X2 : 出口空气的绝对湿度kg/kg (absolute humidity) △t : 冷却水出入口的温度差℃ L : 循环水量kg/h §局部蒸发量C 这是由冷却水塔本身结构上所引起。当冷却循环水的压力＜相同条件下水的蒸发压力，冷却循环水的系统会有闪烁(flash)发生，造成局部蒸发现象(cavitation)，这种蒸发量通常仅为冷却循环水量的0.1%以下。在计算局部蒸发量C 时，我们均假设局部蒸发量 C 占全部冷却循环水量的0.1%。 凉水塔补水=蒸发量+排污量+飘散损失+泄漏一般凉水塔内水份的蒸发量不大,约为进水量的1～2.5%. 1、蒸发量计算的基础知识 总冷却循环水量的蒸发量=E + C ☆基础热力学☆基础空气调节学 E＝72 × Q × ( X1 – X2)＝L ×△t ／600 E : 蒸发量kg/h Q : 风量CMM X1 : 入口空气的绝对湿度kg/kg (absolute humidity) X2 : 出口空气的绝对湿度kg/kg (absolute humidity) △t : 冷却水出入口的温度差℃ L : 循环水量kg/h §局部蒸发量C 这是由冷却水塔本身结构上所引起。当冷却循环水的压力＜相同条件下水的蒸发压力，冷却循环水的系统会有闪烁(flash)发生，造成局部蒸发现象(cavitation)，这种蒸发量通常仅为冷却循环水量的0.1%以下。在计算局部蒸发量C 时，我们均假设局部蒸发量 C 占全部冷却循环水量的0.1%。

化工原理-第七章-蒸发

化工原理-第七章-蒸发 一.选择题 1.蒸发操作中，从溶液中汽化出来的蒸汽，常称为（）。 B A. 生蒸汽； B. 二次蒸汽； C. 额外蒸汽 2. 蒸发室内溶液的沸点（）二次蒸汽的温度。 B A. 等于； B. 高于； C. 低于 3. 在蒸发操作中，若使溶液在（）下沸腾蒸发，可降低溶液沸点而增大蒸发器的有效 温度差。 A A. 减压； B. 常压； C. 加压 4. 在单效蒸发中，从溶液中蒸发1kg水，通常都需要（）1kg的加热蒸汽。 C A. 等于； B. 小于； C. 不少于 5. 蒸发器的有效温度差是指（）。 A A. 加热蒸汽温度与溶液的沸点之差； B. 加热蒸汽与二次蒸汽温度之差； C. 温度差损失 6. 提高蒸发器生产强度的主要途径是增大（）。 C A. 传热温度差； B. 加热蒸汽压力； C. 传热系数； D. 传热面积； 7. 中央循环管式蒸发器属于（）蒸发器。 A A. 自然循环； B. 强制循环； C. 膜式 8. 蒸发热敏性而不易于结晶的溶液时，宜采用（）蒸发器。 B A. 列文式； B. 膜式； C. 外加热式； D. 标准式 9. 多效蒸发可以提高加热蒸汽的经济程度，所以多效蒸发的操作费用是随效数的增加而 （）。 A A. 减少； B. 增加； C. 不变 10. 蒸发装置中，效数越多，温度差损失（）。 B A. 越少； B. 越大； C. 不变 11. 采用多效蒸发的目的是为了提高（）。 B A. 完成液的浓度； B. 加热蒸汽经济程度； C. 生产能力 12. 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是用增加（）换取的。 A A. 传热面积； B. 加热蒸汽压力； C. 传热系数 13. 多效蒸发中，由于温度差损失的影响，效数越多，温度差损失越大，分配到每效的有效 温度差就（）。 A A. 越小； B. 越大； C. 不变 14. （）加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热 系数降低。 A A. 并流； B. 逆流； C. 平流 15. 对热敏性及易生泡沫的稀溶液的蒸发，宜采用（）蒸发器。 C A. 中央循环管式； B. 列文式； C. 升膜式 二.填空题 1. 蒸发是___浓缩溶液___的单元操作。 2. 为了保证蒸发操作能顺利进行，必须不断的向溶液供给___热能___，并随排除气化出来 的___溶剂蒸汽___。 3. 蒸发操作中，造成温度差损失的原因有：

蒸发量计算

玻璃钢冷却塔技术手册之二（玻璃钢冷却塔性能参数） 发布者：admin 发布时间：2010-10-31 10:30:26 二、 玻璃钢冷却塔性能参数 2．1 冷却效能 部分人有一个错误的概念，就是以冷幅作为玻璃钢冷却塔效能的标准，并以着来选择合适的散热量，其实冷幅是冷却水塔运作的反映与效能是没有直接之关系。 热量是循环系统内所产生的负荷，它的单位为千卡/小时（Kcal/HR）计算公式如下： 热量=循环水流量×冷幅×比热系数 热量负荷和玻璃钢冷却塔的效能是没有直接关系，所以无论玻璃钢冷却塔的体积大小，当热量负荷和循环水流量不变而运作下，在理论上冷幅都是固定的。 若一座玻璃钢冷却塔能适合以下之条件而运作： i）出水温度为32℃及37℃ ii）循环水流量为 200L/S iii）环境湿球温度为 27℃ iv）逼近=32-27=5℃ v）冷幅=37-32=5℃ 计算其热量应为3600000Kcal/HR 此玻璃钢冷却塔也能适合以下之条件有效地运作： i）出水温度为33℃及43℃ ii）循环水流量为 200L/S iii）环境湿球温度为 23℃ iv）逼近=33-23=10℃ v）冷幅=43-33=10℃ 计算其热量应为7200000Kcal/HR

从上述举例可显示出相同玻璃钢冷却塔可在不同热量下运作，而热量的差别示极大，所以不能单靠冷幅来衡量玻璃钢冷却塔的效能。 前文提及玻璃钢冷却塔的散热量直接受环境湿球温度影响，而以上两列因环境湿球温度有差别，导致逼近不同，所以同一冷却水塔能在以上两条件下运作如常，证明玻璃钢冷却塔的效能是直接与逼近有密切关系而不能单以冷幅计算。 2．2 蒸发耗损量 当冷却回水和空气接触而产生作用，把其水温降时，部分水蒸发会引起冷却回水之损耗，而其损耗量和入塔空气的湿球温度及流量有关，以数学表达式作如下说明： 令：进水温度为 T1℃，出水温度为T2℃，湿球温度为Tw，则 *：R=T1-T2 （℃）------------（1） 式中：R：冷却水的温度差，对单位水量即是冷却的热负荷或制冷量Kcal/h 对式（1）可推论出水蒸发量的估算公式 *：E=（R/600）×100% ------------ （2） 式中：E----当温度下降R℃时的蒸发量，以总循环水量的百分比表示%，600-----考虑了各种散热因素之后确定之常数。 如：R=37-32=5℃ 则E=｛（5×100）/600｝=0.83%总水量 或e=0.167%/1℃，即温差为1℃时的水蒸发量 *：A=T2-T1 ℃ ---------- （3） 式中：A-----逼近度，即出水温度（T2）逼近湿球温度的程度℃，按热交换器设计时冷端温度差取值的惯例，宜取A≥3℃（CTI推进A≥5 oF即2.78℃）A<不是做不到，而是不合理和不经济。 2．3 漂水耗损量 漂水耗损量的大小是和玻璃钢冷却塔（是否取用隔水设施），风扇性能（包括风量、风机及风扇叶角度的调整以及它们之间的配合等），水泵的匹配以及水塔的安装质量等因素有关，通常它的耗损量是很少的，大约在冷却器水总流量的0.2%以下。 2．4 放空耗损量 由于冷却回水不断的蒸发而令其变化（使水质凝结）这凝结了的冷却回水能使整个循环系统内产生腐蚀作用及导致藻类生长，所以部分的冷却回水要定期排出，以便补充更新，而这

烧碱蒸发器设计中几个问题

百度文库- 好好学习，天天向上 论文 烧碱蒸发器设计中的几个问题 凌峰 二00五年七月

烧碱蒸发器设计中的几个问题 江苏省泰州市锅炉压力容器检验研究所 凌峰 摘要：本文主要针对烧碱蒸发器设计中的几个问题诸如各层支座型式及载荷的确定，热应力的考虑，切向进料以及视镜的设计等几个问题，结合检验经验提出自己的看法，供设计部门参考。关键词：蒸发器弹性支座热变形力膨胀量切向进口视镜 这是某化工企业一套年产万吨NaOH工程中II效蒸发器的设备设计。该蒸发器为外加热式蒸发器。其结构尺寸详见图1。如图所示加热室和蒸发室靠循环管来连接，其主要特点是：加热段较长，循环速度较快，蒸发空间大，受热膨胀量大。主要设计参数如下： II效蒸发器安装在蒸发车间内，其蒸发室安装在标高为+11500mm的三层楼面上，加热室和循环管横穿标高为+6500mm二层楼面。碱液在加热室内加热，当受热物料升至加热室上部循环管时，由于压力降低开始沸腾汽化，然后升至蒸发室汽液分离，汽相通过旋流板分离碱雾，碱液得以浓缩。

该设备的主要特点：外形尺寸大，介质腐蚀性强，温度较高，由于沸腾及强制循环泵引起的设备振动较大，而且是跨楼层布置。鉴于此，本人在检验过程中对以下几个问题进行了认真的分析，并找到了解决问题的方法，建议进行了改进。 一.蒸发器各层支座型式及载荷的确定 1.支座型式的确定 根据有关资料介绍，一般小型蒸发器仅在蒸发室设置一组支座，这样即简单又能使加热室和循环室在操作温度下自由伸长。但是由于该设备的尺寸较大，设备的净质量和操作物料质量比较大，而且操作时又有振动，如采用一组支座显然是不合理的。但是采用两组固定支座又会带来多约束的问题，所以本设计中采用了一组固定支座和一组弹簧支座。其中标高为+11500mm处为固定支座，考虑到载荷较大采用裙座；标高为+6500mm 处为弹簧支座。这样不但使设备本身的受力均匀，而且也降低了土建造价。在设备的底部也设有弹簧支座，这组支座仅承受+6500mm以下部分加热室循环管由于温差而引起的热膨胀力以及强制循环泵本身的质量，这组支座由泵制造厂商进行设计。 2.支座载荷的确定 1)标高为+11500mm处载荷的确定： 该处的载荷包括： a)上部蒸发室本体及附件的质量 b)加热室和循环管膨胀节以上部分的质量

中央循环蒸发器的设计

食品工程原理课程设计说明书 中央循环蒸发器的设计 姓名： 学号： 班级： X年X月X日

一 《食品工程原理》课程设计任务书 一 《食品工程原理》课程设计任务书 ..............................................................................2 (1)．设计课题 .......................................................................................................................3 (2)．设计条件 .......................................................................................................................3 (3).设计要求 ..........................................................................................................................3 (4).设计意义 ......................................................................................................................3 (5).主要参考资料...............................................................................................................3 二 设计方案的确定 ..............................................................................................................4 三 设计计算 ........................................................................................................................4 3.1.总蒸发水量 ..................................................................................................................4 3.2.加热面积初算 ..............................................................................................................4 （1）估算各效浓度 ..............................................................................................................4 （2）沸点的初算 ..................................................................................................................5 （3）温度差的计算 ..............................................................................................................5 （4）计算两效蒸发水量1W ，2W 及加热蒸汽的消耗量 1D ..........................................6 （5）总传热系数K 的计算 ..................................................................................................7 （6）分配有效温度差，计算传热面积 ..............................................................................9 3.3.重算两效传热面积 ....................................................................................................... 10 （1）.第一次重算 .............................................................................................................. 10 3.4 计算结果 ...................................................................................................................... 11 四.简图 .. (15)

化工原理蒸发2

化工原理习题（下） 1.单位加热蒸汽消耗量是指（蒸发1Kg水分消耗的加热蒸量），单位为（Kg/Kg）2．按溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为（循环型）和（非循环型）两大类。 3. 生蒸汽是指（用来加热水溶液的新鲜蒸气又称为生蒸汽，以区别于二次蒸汽） 4. 单效蒸发是指（将第二次蒸汽直接冷凝，而不利用其冷凝热的操作。） 5. 按操作压力来分，可分为（加压、常压及减压）蒸发。工业上的蒸发操作经常在减压下进行，称为（真空蒸发） 6.溶液因蒸汽压下降而引起的沸点升高与温度差损失的数值（相等） 7.按加料方式不同，常见的多效蒸发操作流程有：（并流加料法）、（逆流加料法）和（平流加料法）三种。 8. 对于蒸发同样任务来说，单效蒸发的经济效益（不如）多效的，单效蒸发的生产能力和多效的（相同），而单效的生产强度为多效的（n倍）。 9. 控制蒸发操作的总传热系数K o的主要因素是（溶液沸腾侧污垢热阻和沸腾传热系数）在蒸发器的设计和操作中，必须考虑蒸汽中（不凝气的及时排除），否则蒸气冷凝传热系数会（大幅度下降）。 10．多效蒸发系统的效数是有一定限制的，超过限制会出现（总温度差损失等于或大于蒸发器两端点温度差），用式子表达为∑△≥（T-Tk），此时蒸发操作（无法进行）。 11. 在同条件下蒸发同样任务的溶液时，多效蒸发的总温度差损失（大于）单效的，且效数越多，温度差损失（也越大）。 12. 试题： 在蒸发操作中，溶液的沸点升高△/，（ D ） （A）与溶液类别有关，与浓度无关； （B）与浓度有关，与溶液类别、压强无关； （C）与压强有关，与溶液类别、浓度无关； （D）与溶液类别、浓度及压强都有关。 13. 一般来说，减少蒸发器传热表面积的主要途径是（C ） （A）增大传热速率； （B）减小有效温度差； （C）增大总传热系数； （D）减小总传热系数。 14. 二次蒸汽又称为生蒸汽，以区别于新鲜的加热蒸汽。（×） 15. 蒸发器有用直接热源和间接热源加热的，而工业上经常采用的是间接蒸汽加热的蒸发器。（√） 16. 在膜式蒸发器的加热管内，液体沿管壁呈膜状流动，管内没有液层，故因液柱静压强而引起的温度差损失可忽略。（√） 17. 若单效蒸发器的传热表面积与多效中单台的传热表面积相等，对蒸发同样多的水分，则多效的生产强度为单效的n倍。（×） 18. 何谓多效蒸发？ 答：将二次蒸汽引到另一台蒸发器作为加热蒸汽，以利用其冷凝热，这种串联的蒸发操作称为多效蒸发。 19. 简述蒸发操作有何自身特点？

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蒸发 蒸发操作的特点：蒸发是将非挥发性物质的稀溶液加热沸腾，使溶剂气话，溶液浓缩得到浓溶液的过程。 1.1蒸发的基本流程：蒸发过程的两个必要组成部分是加热溶剂使水蒸气汽化和不断除去汽化的水蒸气，前一部分在蒸发器内进行，后一部分在冷凝器完成。蒸发器实质上是一个换热器，由加热室和分离室两部分组成，加热室通常用饱和水蒸气加热，从溶液中蒸发出来的水蒸气在分离室分离后从蒸发器引出，为了防止液滴随蒸汽带出，一般在蒸发器顶部设有气液分离用的除沫装置从蒸发器蒸出的蒸汽称为二次蒸汽，在多效蒸发中，二次蒸汽用于下一效的物料加热。冷却水从冷凝器顶加入，与上升的蒸汽接触，将它冷凝成水从下部排出，不凝气体从顶部排出。通常不凝气体来源有两个方面，料液中溶解的空气和系统减压操作时从周围环境中漏入的空气。料液在蒸发器中蒸浓达到要求后称为完成液，从蒸发器底部放出，是蒸发操作的产品。 1.1.2蒸发的操作方法根据各种物料的特性和工艺要求，蒸发过程可以采用不同的操作条件和方法。常压蒸发和减压蒸发根据操作压力不同，蒸发过程可以分为常压蒸发和减压蒸发，常压蒸发是指冷凝器和蒸发器溶液侧的操作压力为大气压或略高于大气压，此时系统中的不凝气依靠本身的压力从冷凝器排出。减压蒸发冷凝器和蒸发器溶液侧的操作压力低于大气压，此时系统

中的不凝气需用真空泵抽出。减压蒸发较常压蒸发具有如下优点：①在加热蒸汽压强相同的情况下，减压蒸发时溶液的沸点低，传热温差可以增大，当传热量一定时，蒸发器的传热面积可以相应地减小；②可以蒸发不耐高温的溶液；③可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂；④操作温度低，损失于外界的热量也相应地减小。但是，减压蒸发也有一定的缺点，这主要是由于溶液沸点降低，黏度增大，导致总的传热系数下降，同时还要有减压装置。单效蒸发和多效蒸发根据二次蒸汽是否用来作为另一蒸发器的加热蒸汽，蒸发过程分为单效蒸发和多效蒸发。单效蒸发中加热蒸汽在冷凝器中用水冷却排出。多效蒸发中，第一个蒸发器蒸出的二次蒸汽用作第二个蒸发器的加热蒸汽，第二个蒸发器蒸出的二次蒸汽用作第三个蒸发器的加热蒸汽，以此类推，串联蒸发器的个数称为效数。①多效蒸发的经济性多效蒸发时，除末效外，各效的二次蒸汽都作为下一效蒸发器的加热蒸汽加以利用，因而和单效相比，相同的生蒸汽量D可蒸发更多的水量W，亦即提高了生蒸汽的经济性W/D。如前所述，在若干假定条件下，单效时的W/D约为1。同理，双效时约为2，三效时约为3，等等。考虑实际情况，根据经验，不同效数时生蒸汽的经济性大致如下表：表1-1 生蒸汽经济性W/D的经验值 效数单效双效三效四效五效W/D 0.91 1.75 2.5 3.33 3.70 正由于多效蒸发时生蒸汽的经济性较高，所以在蒸发大量水分时广泛采用多效蒸发。但上表也说明，当效数增加时，W/D值虽然增加，但并不和效数成正比。②多效蒸发的代价首

循环水蒸发量计算

我国是一个水资源十分贫乏的国家，一些地区水资源已成为制约经济发展的主要因素之一，节约用水成了一个社会发展所必须面对的问题。火力发电厂是一个耗水大户，其中循环水冷却塔的耗水量约占整个电厂耗水量的60%以上。因此，冷却塔耗水量的变化对整个电厂耗水量有着较明显的影响。那么哪些因素影响冷却塔的耗水量，又是如何影响的呢？下面以一台300MW火电机组为实例具体分析一下其变化的内在规律，以期获得对火电厂节水工作有益的结论。 1.计算所需数据：（机组在300MW工况下） 冷却塔循环水量36000t/h? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 循环水温升9.51℃ 凝汽器循环水进水温度20℃? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 空气湿度61% 循环冷却塔的端差5℃（端差为冷却塔循环水出水温度与大气湿球温度之差） 循环水浓缩倍率3.0 2.影响冷却塔耗水量因素分析： 火力发电厂循环水冷却系统运行中，维持系统正常稳定运行的关键是两个平衡，即：水量平衡和盐量平衡。二者相互联系，如果其中一个平衡变化，那么另一个平衡也会随之发生相应变化。 2.1循环水的水量平衡： 水量平衡过程是：机组运行过程中，对于敞开式循环冷却水系统来说，水的损失有蒸发损失、风吹损失、排污损失、漏泄损失（由于量较小，一般可略去不计）等，要维持水量平衡就需要同时对系统进行补水。 循环水系统的水量平衡数学表达式为：PBu =P1+ P2+ P3 ［1］公式1 PBu：补充水量占循环水量的百分率，% P1：蒸发损失水量占循环水量的百分率，% P2：风吹损失占循环水量的百分率，% P3：排污损失占循环水量的百分率，% 在以上平衡中通常P1所占的份额较大，而它的大小主要取决于凝汽器的热负荷，以及气候条件（主要是温度因

外热式管外沸腾自然循环蒸发器(精)

●附：普通外热式蔫发器与改型外热式蔫发器的对比名称 普通外热式蒸发器外热式自然循环蒸发器无拂腾管，蒸发介质在加热管内沸腾．改型外热式蒸发器外热式管外沸腾自然循环蒸发器有拂腾臂，蒸发介质在加热管上部的讳■ 管中沸腾．主不要循环管撮小，当于加热臂横截面积的２～３．循环管大，当于加热臂横靛面积的１１５．相５０相～．倍同设备总高度低．价低廉．造点设备总高度较高，价较普通外热式蒸发嚣高．造可适用于粘度大、易结疤溶镀的蒸发．不适用于粘度大，易结疤溶液的蒸发。（９６．１８）参考文献［］张受｛６蓑主编，化工手册＇Ｐ２０：‘ ，。６４建术出版社（９７．１８）［］卢赤杰，１化学工程，６，２１曲）［］２（９。［］ＰＲｎＫｌｎ，ｈｒｈ．４，７（９７．２。ｍｒｈａＣｅ。ｇ１，￣］１８）ｓｔＩ［］上海化工学院等绾．化学工程，化学工业出３《，版社（９０。１８）［］河北省石油化工规划设计院，７１程设计７８３工项目．Ｉ］无锯轻工业学院、津轻工业学院编，食品工Ｓ天‘ 厂机械与设备＇轻工业出版社（９９．．１７）［］燕山石油化学总公司设计院，州化学工业公９兰司化工设计院编，钢制列管式同定管扳换热。器结构设计手册，工部设备设计技术中心化站（９４．１８）［］新疆蘖家胡化工厂，管外沸腾蒸发器的实践｛。与认识１７）（９６．［］ＥＡ．特可娃［］编，叙田等译，淀粉与５．施苏等吴Ｅ糖浆生产手册）中国农村技木发展吝询公司，欢迎订阅《工设计》化“Ｅ设计》由国家科委（Ｏ国科发情字５４号文批准的全国性化工设计行业的科技类工是９）３刊物，化工部委托由化工部第八设计院主办。刊有部基建司，国化学工程总公司，属各受本中部设计院，关石化、有医药的设计院以及部分省设计院的代表组成的阵容强大的编委会，化工部潘连生副部长担任名誉主任委员本刊宗旨是宣传和贯彻国家有关基本建设及设计工作的方针、策，结和传播化工设计政总技术和管理的经验与

循环水蒸发量计算

循环水蒸发量计算 我国是一个水资源十分贫乏的国家，一些地区水资源已成为制约经济发展的主要因素之一，节约用水成了一个社会发展所必须面对的问题。火力发电厂是一个耗水大户，其中循环水冷却塔的耗水量约占整个电厂耗水量的60%以上。因此，冷却塔耗水量的变化对整个电厂耗水量有着较明显的影响。那么哪些因素影响冷却塔的耗水量，又是如何影响的呢？下面以一台300MW火电机组为实例具体分析一下其变化的内在规律，以期获得对火电厂节水工作有益的结论。 1.计算所需数据：（机组在300MW工况下） 冷却塔循环水量36000t/h 循环水温升 9.51℃ 凝汽器循环水进水温度20℃空气湿度61% 循环冷却塔的端差5℃（端差为冷却塔循环水出水温度与大气湿球温度之差）循环水浓缩倍率3.0 2.影响冷却塔耗水量因素分析： 火力发电厂循环水冷却系统运行中，维持系统正常稳定运行的关键是两个平衡，即：水量平衡和盐量平衡。二者相互联系，如果其中一个平衡变化，那么另一个平衡也会随之发生相应变化。 2.1循环水的水量平衡： 水量平衡过程是：机组运行过程中，对于敞开式循环冷却水系统来说，水的损失有蒸发损失、风吹损失、排污损失、漏泄损失（由于量较小，一般可略去不计）等，要维持水量平衡就需要同时对系统进行补水。 循环水系统的水量平衡数学表达式为：PBu =P1+ P2+ P3 ［1］公式1 PBu：补充水量占循环水量的百分率，% P1：蒸发损失水量占循环水量的百分率，% P2：风吹损失占循环水量的百分率，% P3：排污损失占循环水量的百分率，% 在以上平衡中通常P1所占的份额较大，而它的大小主要取决于凝汽器的热负荷，以及气候条件（主要是温度因素）；P2的大小取0.1%（机组冷却塔中装有除水器时）；P3的大小主要取决于循环水系统所能达到的浓缩倍率。 水量平衡的另一种数学表达式为： M=E+B+D ［2］公式2 M：补充水量，t/h; E：蒸发损失量，t/h; B：风吹损失量，t/h;的D：排污损失量，t/h 其中：自然通风冷却塔的蒸发损失计算公式为： E=k×△t×Qm ［2］公式3 k：与环境大气温度有关的系数，%；△t：循环冷却水温升，℃；Qm：循环水量，T。若其它条件不变，仅冷却水量发生变化时，同一机组△t成反比变化，因而蒸发损失水量则保持不变的。 由公式1和公式2可以推出：B＝Qm×P2 公式4) D＝Qm×P3 公式5 2.2循环水的盐量平衡： 循环水系统的盐量平衡过程是：机组在运行过程中，由于循环冷却系统中水的蒸发作用，循环水中的溶解盐类不断浓缩，因此就需要通过排污等方式降低溶解盐类。当循环冷却水系统中进入和失去的盐类达到平衡后可得： K=（P1+ P2+ P3）/（ P2+ P3）［1］公式6 由以上两个平衡过程的分析可以得出，影响循环水冷却塔耗水量的主要因素为：环境温度，空气湿度，机组出力，浓缩倍率。 3.影响耗水量因素的定量分析：

烧碱蒸发闪蒸汽回收

烧碱蒸发Ⅰ效冷凝水闪蒸汽的回收利用 *,王进军, 葛建培 孙增理 （河南永银化工实业有限公司，河南舞阳462400） [关键词] 隔膜碱法烧碱；蒸发；冷凝水；闪蒸汽回收 [摘要] 分析了三效顺流烧碱蒸发系统存在的问题，实施了具体工艺优化方案，取得可观的经济效益。 河南永银化工实业有限公司烧碱分厂，现有隔膜法烧碱1.5万吨/年生产能力，实际达到年产烧碱1.6万吨，蒸发工序采用典型的三效顺流自然循环逆向采盐生产工艺。隔膜碱蒸发是氯碱生产的高耗能单位，仅蒸汽消耗费用就约占烧碱成本的15℅，过高的蒸汽消耗一直困扰着企业的发展。 1 蒸发的生产原理及工艺流程 用锅炉提供的生蒸汽作为加热源，使淡碱液沸腾，随着水分的蒸发，制成合格的成品碱液进行销售。 来自电解工段的电解液，用泵送入蒸发电解液循环贮槽。用加料泵经两台螺旋板换热器，利用ⅠⅡ效冷凝水显热，把入Ⅰ效淡碱液加热至110±5℃，Ⅰ效向Ⅱ效靠压差自动过料，Ⅱ效采用采盐泵向Ⅲ效过料，Ⅲ效浓度达到30℅时用采盐泵进行出料。Ⅲ效采出的盐晶进入Ⅱ效蒸发器，使盐晶颗粒在Ⅱ效进一步长大，然后由Ⅱ效采盐泵将其采入碱泥高位槽进入WG离心机进行盐碱分离，回收盐水进入化盐工段、母液进入电解液贮槽，浓碱液经冷却、沉降、除盐后进入成品贮槽进行商品出售。 蒸发过程中，产生的二次汽供给下一效加热室，Ⅲ效二次汽随真空下水带走。ⅠⅡ效所产生的冷凝水用于预热进Ⅰ效淡碱液及入电槽精盐水、盐水工段的使用卤水，然后进入蒸发离心机下盐池作为化盐溶剂。 2改造前存在的问题 参看改造前的工艺示意图。蒸发生产过程中，Ⅰ效加热室产生的冷凝水首先进入Ⅰ效淡碱液Ⅱ段预热器，然后经管路上手动调节阀门直接排到室外敞口的集水罐,集水罐中的冷凝水用于预热入电槽精盐水、盐水工段的使用卤水，然后作为蒸发工段离心机下盐池化盐溶剂，部分冷凝水供给公司浴池使用。改造前的工艺造成热资源的大量浪费，蒸发吨碱耗汽在3.8吨以上，致使蒸发汽耗上升，生产成本大幅度升高。 其实质问题在于：在疏水管路上由于机械疏水阀使用效果不理想而直接采用阀门并调节一定开度，蒸发系统产生的冷凝水量在出料前后相差四倍以上，造成出料后冷凝水排不完使加热室积水，出料前冷凝水夹带蒸汽同时排放使蒸汽浪费，同时导致蒸发系统产能不能得到充分发挥；另外，正常生产时Ⅰ效加热室的

自然循环蒸发器

自然循环蒸发器之所以被广泛应用，是由于它具有很多优异的性能。自然循环蒸发器主要能源为电力，省去了安装大功率锅炉的费用，同时也在环境保护方面的投资大幅减少。我们在选择自然循环蒸发器的时候需要根据自己的需求进行挑选，今天江苏瑞达科技就来给大家讲解一下自然循环蒸发器的注意事项。 自然循环蒸发器在蒸发过程中，料液进入加热室加热升温，由于未达到该状态下的饱和温度，溶液并不沸腾。随着加热和管内压强的降低，当溶液的温度达到该状态下的饱和压强后，开始沸腾，从而产生大量气泡，溶液的密度也随之减小，这样在沸腾管中的气液混合物和循环管侧的未沸腾的料液间存在密度差形成了自然循环蒸发器的循环推动力。 选择蒸发器要根据物料性质。比如根据物料是否易结垢结疤选择膜式蒸发器或强制循环蒸发器。根据物料的初始浓度和处理量选择蒸发器的型式。假如初始浓度较低，处理量较大，可选择多效蒸发器或者自然循环蒸发器。根据物料对温度的敏感性选择蒸发器的类型。对于热敏性物料，可根据具体情况选用膜式蒸发器或者刮板薄膜蒸发器，或者调整蒸汽和物料的流向。根据物料的沸点进行选择。沸点升高在蒸发操作中是一个关键参数，影响着蒸发器的选择，如物料沸点升高值过高，就要采用高真空操作。根据客户的投资情况和厂房条件来选择。客户对投资不敏感的条件下，尽量选用节能高效的蒸发装置。

江苏瑞达环保科技有限公司是一家以技术研发为先导的高科技环保公司，致力于为客户提供清洁生产、“三废”治理、资源综合利用等方面的技术咨询、研发、设计及工程总承包服务。 公司成立于2011年，厂区占地面积320000㎡，总注册资金16800万元。公司致力于为客户提供从清洁化生产、三废治理、资源综合利用等方面的项目规划，提供系统、实用的解决方案。我公司长期以来专门从事化工“三高”污水的节能减排及零排放技术研究，可以根据不同企业的不同产品，提供个性化、系统化的综合解决方案,是国内为数不多的实施污水"减排甚至零排放"的环保治理高科技公司。

泄漏液体蒸发量计算

关于环境风险评估中泄漏液体蒸发量的计算 建设项目环境风险评估导则中关于泄漏液体蒸发量的计算有计算说明，但不是很详细。笔者在这里分享一下关于泄漏液体的蒸发量计算的心得，希望与各位共同探讨、分享。 1.泄漏设备分析 不论建设期，还是施工期，由于设备损坏或操作失误引起有毒有害、易燃易爆物质泄漏，将会导致火灾、爆炸、中毒，继而污染环境，伤害厂外区域人群和生态。因此泄漏分析是源项分析的主要对象。泄漏必然涉及设备，在建设项目环境风险评价中只有少数几种类型生产设备是泄漏的重要源。可概括为以下10种设备类型： (1)管道。包括管道、法兰、接头、弯管，典型泄漏事故为法兰泄漏、管道泄漏、接头损坏。 (2)挠性连接器。包括软管、波纹管、铰接臂，典型泄漏事故为破裂泄漏、接头泄漏、连接机构损坏。 (3)过滤器。包括滤器、滤网，典型事故为滤体泄漏和管道泄漏。 (4)阀。包括球阀、栓、阻气门、保险、蝶型阀，典型事故为壳泄漏、盖孔泄漏，杆损坏泄漏。 (5)压力容器、反应槽。包括分离器、气体洗涤器、反应器、热交换器、火焰加热器、接受器、再沸器，典型事故为容器破裂泄漏、进入孔盖泄漏、喷嘴断裂、仪表管路破裂、内部爆炸。 (6)泵。包括离心泵、往复泵，典型事故为机壳损坏、密封压盖泄漏。 (7)压缩机。包括离心式压缩机、轴流式压缩机、往复式/活塞式压缩机，典型事故为机壳损坏、密封套泄漏。 (8)贮罐。包括贮罐连接管部分和周围的设施，典型事故为容器损坏，接头 泄漏。 (9)贮存器。包括压力容器、运输容器、冷冻运输容器、埋设的或露天贮存器，典型事故为气爆、破裂、焊接点断裂。 (10)放空燃烧装置/放空管。包括多岐接头、气体洗涤器、分离罐，典型事故为多岐接头泄漏，或超标排气。 2.泄漏物质性质分析 对于环境风险分析，应确定每种泄漏事故中泄漏的物质性质，与环境污染有关的性质有相(液体、气体或两相)、压力、温度、易燃性、毒性。由上述性质结合的几种泄漏物在环境风险评价中特别重要，即：在常压下的液体、受压下的液化气 式中: Q L ——液体泄漏速度，kg/s； C d ——液体泄漏系数，此值常用0.6-0.64； A——裂口面积，取与储罐相连管道截面积； P——容器内介质压力，Pa； P 0——环境压力，Pa； L d Q C A =

蒸发器自然循环推动力计算理论研究

第26卷第3期2004年9月 湘 潭 大 学 自 然 科 学 学 报 Natur al Science Journal of Xiangtan U niversity Vol.26No.3 Sept.2004 蒸发器自然循环推动力计算理论研究 俞秀民, 俞天兰, 彭德其, 蒋少青, 刘桂英 (株州工学院帅科机械清洗研究所,湖南株州412008) [摘要] 在关系复杂的诸多影响因素中,提出动力温度 t0概念,并且以此作为计算基本参数建立起绝热、平衡、线性汽 化过程的推动力理论计算式.在深入分析沸腾室内实际汽化过程的不平衡、非线性和出口动能损失等影响后提出了有效 推动力的计算式.该计算式物理概念明晰,可以指导蒸发器结构的合理设计.在此基础上,提出将各种影响系数和有关物 性参数一并考虑的综合影响系数K的工程计算式,既便于试验研究,又便于工程设计. 关 键 词:计算;自然循环推动力;蒸发器;不平衡;动能损失 中图分类号:T Q051.5 文献标识码:A 文章编号:10005900(2004)03009904 S tudy of the Calculation Theory of the Driving Power of Natural Circulation of Evaporators Y U Xiu min, Y U T ian lan, PEN G De qi, JI A N G Shao qing, LI U Gui y in (M echanical Clean Insti tute,Zhuzhou Insti tute of T echnology,Zhuzhou,412008China) Abstract T here have been no calculation methods of the driving force of natur al cycle for evapor ators design. T he concept of pow er temperatur e is proposed from many factors of complex interr elatio nship and the theoretical calculating formula of t he driving force is established based on that basic par ameter fo r the adiabatic,equilibrium and linear vapor izing process.T he correction calculating formula of t he effective dr iving force is g ot after deeply analyzing the effect of disequilibr ia,nonlinear and kinetic energy loss in actual v aporizing pro cess of the boiling chamber.T his formula of clear physics concept can lead to the ev aporator desig n of reasonable structure.On this base,t he engineering calculating formula is given w ith the comprehensive effect coefficient K,which makes both ex perimental r esearch and engineer ing design convenient.K considers a ser ies of effect coefficients and r elative parameters. Key words: Calculation;driv ing force of natural circulation;ev aporator;disequilibria process;kinetic energy loss 蒸发器是高能耗设备,也是制糖、制盐等工业生产的关键性工艺设备.为了减缓结垢和提高效率采用的强制循环泵消耗大量的能耗.例如,制盐蒸发器的ACP11-900型循环泵160kW[1],一套蒸发装置每年的电费就高达两百多万元.因此,自然循环蒸发器推动力问题的研究对于节能具有重要意义. 对自然循环蒸发器推动力影响因素相当多,有蒸发器的结构因素、母液的物性参数、有例如蒸发压力的运行参数等等,相互影响关系非常复杂,试验研究又很费钱,至今尚无计算方法,甚至参考文献也非常少.前苏联的学者[2]在直径200mm的沸腾管中进行了大量的实验测定,在常压与真空条件下,液体名义速度v1:0.2~0.6m/s、蒸汽名义速度v2:=2~23m/s的范围,整理出一个包含重度 和速度v 的蒸汽体积比的无因次关联式=0.77[(v2 )2/(v2 )1]0.22,反映了蒸汽泡浮升的影响.通过间隙式结晶罐的半工业规模试验研究,找出了影响循环速度的关系式W0=K(f升/f降)!tCB-n.exp{-b[KP/(1-K P)]2},循环速度不仅与液层的高度有关,还与在间歇式结晶灌内煮糖时糖膏物理性质的连续变化有关,只有在与实验条件近似时才有效.因此,这些文献既不能用于设计计算推动力的大小,而且由于包含的物理意义不明确,也就不能定性货半定量地用来指导蒸发器的结构设计与开发.为此,本 收稿日期:20031210 基金项目:湖南自然科学基金资助项目(02JJY2070) 作者简介:俞秀民(1943shuaike zz@hotmai https://www.wendangku.net/doc/5817393155.html,

化工原理课设 蒸发器设计

目录 1.设计任务 (4) 2.设计方案简介 (5) 3.三效并流蒸发设计计算 (6) 4.蒸发器的主要结构尺寸的计算 (16) 5.蒸发装置的辅助设备的选用计算 (19) 6.三效蒸发器结构尺寸确定 (21) 7.附图 (24) 8.参考文献 (25) 9.后记 (26) 10．CAD图 (27)

1.设计任务 1.1设计条件 （1）处理能力年产95000 吨NaOH水溶液 （2）设备形式中央循环式管式蒸发器 （3）操作条件 ①NaOH水溶液的原料浓度为12％，完成液体浓度为30％，原 料液温度为第一效沸点温度。 ②加热汽压力为500Kpa（绝热），冷凝器的绝压为20Kpa（绝热）。 ③各效蒸发器的总传热系数分别为 K1=1800 W/（m2*0C）K2=1200 W/（m2*0C）K3=600 W/ （m2*0C） 原料液的比热容为3.77KJ /（Kg/0C），在三效中液体的平均密度分别为1120Kg/m3 、1290 Kg/m3 、1460 Kg/m3。 ④蒸发器中溶液的液面高度为1.2m。 ⑤各效加热蒸发汽的冷凝液在饱和温度下排出，忽略热损失。 ⑥每年按照300天计，每天24小时 ⑦厂址：天津地区 1.2附加说明 （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 （3）蒸发器的主要结构尺寸设计 （4）主要辅助设备选型，包括气液分离器及蒸汽冷凝器等。

（5）绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设备工艺简图（6）对本设计进行评述 2.设计方案简介 2.1 设计方案论证 多效蒸发的目的是：通过蒸发过程中的二次蒸汽再利用，以节约蒸汽的消耗，从而提高蒸发装置的经济性。目前根据加热蒸汽和料液流向的不同，多效蒸发的操作流程可以分为平流、逆流、并流和错流等流程。本设计根据任务和操作条件的实际需要，采用了并流式的工艺流程。下面就此流程作一简要介绍。 并流流程也称顺流加料流程（如图1），料液与蒸汽在效间同向流动。因各效间有较大的压力差，液料自动从前效流到后效，不需输料泵；前效的温度高于后效，料液从前效进入后效呈过热状态，过料时有闪蒸出现。此流程有下面几点优点：①各效间压力差大，可省去输料泵；②有自蒸发产生，在各效间不必设预热管；③由于辅助设备少，装置紧凑，管路短，因而温度损失小；④装置操作简便，工艺条件稳定，设备维修工作减少。同样也存在着缺点：由于后效温度低、浓度大，因而料液的黏度增加很大，降低了传热系数。因此，本流程只适应于黏度不大的料液。 2.２蒸发器简介 随着工业蒸发技术的发展，蒸发设备的结构与型式亦不断改进与创新，其种类繁多，结构各异。根据溶液在蒸发中流动情况大致可

循环水蒸发量计算

精心整理 我国是一个水资源十分贫乏的国家，一些地区水资源已成为制约经济发展的主要因素之一，节约用水成了一个社会发展所必须面对的问题。火力发电厂是一个耗水大户，其中循环水冷却塔的耗水量约占整个电厂耗水量的60%以上。因此，冷却塔耗水量的变化对整个电厂耗水量有着较明显的影响。那么哪些因素影响冷却塔的耗水量，又是如何影响的呢？下面以一台300MW 火电机组为实例具体分析一下其变化的内在1. ? ???2.? ? 火力发电厂循环水冷却系统运行中，维持系统正常稳定运行的关键是两个平衡，即：水量平衡和盐量平衡。二者相互联系，如果其中一个平衡变化，那么另一个平衡也会随之发生相应变化。 2.1循环水的水量平衡：

水量平衡过程是：机组运行过程中，对于敞开式循环冷却水系统来说，水的损失有蒸发损失、风吹损失、排污损失、漏泄损失（由于量较小，一般可略去不计）等，要维持水量平衡就需要同时对系统进行补水。 循环水系统的水量平衡数学表达式为：PBu =P1+ P2+ P3 ［1］? ?? ?? ?? ?? ?? ???公式1 PBu% P2% P3 ??公式2 M 量， 其中：自然通风冷却塔的蒸发损失计算公式为： E=k×△t×Qm ［2］? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?公式3 k：与环境大气温度有关的系数，%；△t：循环冷却水温升，℃；Qm：循环水量，T。

若其它条件不变，仅冷却水量发生变化时，同一机组△t成反比变化，因而蒸发损失水 量则保持不变的。 由公式1和公式2可以推出：B＝Qm×P2? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 公式4 D 2.2 K=（ 公式 3.影响耗水量因素的定量分析： 3.1环境温度变化对冷却塔耗水量的影响：（取空气湿度61%，机组出力300MW，浓缩倍率K=3.0） 3.1.1蒸发损失量的计算：? ?