真空制盐工艺设计毕业设计.doc

四川理工学院本科毕业设计 目录真空制盐工艺设计毕业设计目 录第一章 绪论11.1 盐的特性11.2 盐业的发展概况1第二章 卤水的蒸发42.1 概述42.2 蒸发过程的特点42.3 真空制盐工艺流程的选择4第三章 工艺计算63.1 计算基础数据63.2 总物料衡算63.3 总物料进料表73.4 热量衡算83.4.1 参数计算83.4.2 热量衡算过程103.4.3 热量衡算结果133.4.4 蒸发器热量平衡表153.5 迭代计算173.5.1 重新分配173.5.2 热量衡算过程183.5.3 热量衡算结果213.5.4 蒸发器热量平衡表233.6 各效物料衡算253.6.1 物料衡算结果253.6.2 物料衡算平衡表26第四章 设备设计和选型285.1 蒸发器285.1.1 加热室285.1.2 蒸发室335.2 传热系数的校核355.2.1 I效传热系数的校核355.2.2 II效传热系数的校核375.2.3 III效传热系数的校核395.2.4 IV效传热系数的校核405.3 附属设备425.3.1 循环泵425.3.2 闪发桶和平衡桶425.3.3 除沫器435.3.4 支座的设计445.3.5 弯头455.3.6 折流挡板465.4 主要设备一览表46第五章 环境保护与安全475.1环境保护475.1.1 真空制盐三废的来源475.1.2 三废的治理方法475.2蒸发过程安全操作47设计评述49参考文献50致 谢51附 图52四川理工学院本科毕业设计 第一章 绪论第一章 绪论1.1 盐的特性盐，无色立方结晶或白色结晶，易溶于水、甘油，微溶于乙醇、液氨，不溶于盐酸。在空气中微有潮解性，用于制造纯碱和烧碱及其他化工产品，矿石冶炼。食品工业和渔业用于盐腌，还可用作调味料的原料和精制食盐。食盐是人类生活中必不可少的营养剂，又是若干化学工业的基本原料。因此，制盐工业在各国的国民经济中，均占有重要的地位。盐有各种分类法，以不同原料而言，可分为海盐、湖盐、井盆和矿盆；以制取方法而言，可分为真空盐(包括再制盐)、乎锅盐、日晒盐和粉碎盐；以盐的纯度和用途而言，可分为一般食用盐、餐桌盐、精盐和工业盐等。此外，大多数化工厂直接使用卤水作原料，称为液体盐1。1.2 盐业的发展概况盐对于人类生活之必需为人所共知，它是生命不可缺少的一部分，人需要它，其它生命也需要它。可以说，没有盐就没有生命，没有人类。早在旧石器时代(距今约五千年)，我们的祖先已经懂得了用盐加食。古代，食盐作为极其珍贵的礼品用予奉员，作为物质交换的媒介，起着货币的作用，甚至用于支付工资。如我国西藏和内蒙古，就格盐块充当流通的货币，罗马帝国军队的薪水也用盐来支付，叫“盐钱”，英语的盐字(Salt)即由此演变而来。在历史上，有些国家还因盐的生产和销售而爆发了激烈的战争。 盐在古希腊被誉为神圣的东西，对于表现不好的人被斥为“没有吃盐资格的人”而受鄙弃。盐对于城镇的形成和人口的集居起着特殊的作用，据说，最早的村落建于盐溅丰富的死海北岸约旦河河口。 在宙代，盐如此珍贵而重要，以致古罗马帝国派出了精锐的部队守卫在运盐道路上，以确保运盐的安全。 在我国一些朝代，盐还和铁、农业一起，成为国民经济二大支柱，起着稳定经济、巩固政权的作用。 近代，盐用途越来越广，除食用外，还是化学丁业的重要原料。在工业发达国家，化工用盐可占90以上。据估计，盐和轮的衍牛构，全世界有一万五千种之多。纯碱、烧碱、合成盐酸、氯气、合成橡胶、塑料、合成纤维、农药、医药等，盐都是必不可少的基本原料。而这些化工产品又相应地影响着其它工业的发展。盐还广泛用于溶化道路冰雪以及皮革、台FR、水处理、冷冻、防冻，甚至火箭用的固体燃料也离不开制盐工业。 此外，农业、畜牧业、渔业等领域里用途亦甚广。制盐工业的副产物，如硼、钾、谊、碘、锤、锯、钡、镁、钙、铆、钓等盐类或其单质，都是极其重要的化工产品。冶金、染料、油漆、玻璃、造纸、化肥、照相、军工都程度不同地依赖于这些化工产品。 因此，从某种意义上讲，没有发达的制盐工业，就不可能有发达的化学工业，也就不可能有国民经济的全面发展。 制盐工业是历史悠久的工业。蒸发卤水制盐的初始阶段是日晒制盐，相传我国尧舜时期己始，欧洲的意大利也在安卡斯，马特斯时期开始日晒制盐。制盐工业的第二阶段是敞口祸直接火加热，此法历史悠久，一直沿用至今。真空制盐是蒸发制盐发展的第三阶段，一般是多效加压和真空并用蒸发制盐的简称。单效真空蒸发器，一八一二年由霍华德(Howa)在英国利物浦(一家制糖厂初建。直至一八八七年，单效真空蒸发耀才由约瑟夫M邓肯)于纽约州银泉首次用于制盐工业。第一套多效蒸发脂于一八三四年已用于制盐工业，但直至一八九九年多效蒸发才在美国曼尼斯蒂(Man55to)首次用于制盐工业。其它国家则使用更晚，一九年以后，多效真空蒸发制盐才得到大力发展。只不过在下列诸方面不断地改进而已。 (1)发展商子交换膜浓缩海水，使淡化与制盐相结合。迄今日本采用离子交换膜制盐(卤)的已有八家公司，年生产能力已占日本总产量的五分之一。在国外，已有二十个日产四千吨以上的海水淡化厂，有十几个国家的一百多个单位在研究海水谈化和综合利用问题。 (2)设备大型化、操作自动化。目前，国外最大的真空制盐厂建于意大利的希罗马纳里“卡拉布虫亚，产盐量为每年一百五十万吨，每班定员仅三人。美国计划建立最大的制盐藕友耀直径为十五求，每个超有PU台加热室，每台加热面积二千六百平方米，饱和卤水制盐的年生产能力约四百万吨。美国里特曼盐场，从卤水进罐到成品盐包装，完全是自动化操作，每班定员仅二人。 (3)采用体积小、效能高的单元设备。罗马尼亚佛尔情化工联合企业氯碱车间制盐工段采用瑞士埃切维斯制造的离心机，转鼓直径五百毫米，生产能力高达每小时二十二吨。对于蒸发设备也在不断改进，力求提高生产强度。 (4)努力提高热经济。国外真空制盐厂普遍采用供热式发电机组和真空蒸发制盐配套，利用背压蒸汽，作制盐蒸发蹈的加热蒸汽，使蒸汽二次使用，提高热利用率，降低生产成本。 (5)解决严重的腐蚀问题。卤化物在高温下腐蚀严重，目前，世界上一般采用耐腐蚀性强的金j8或合金作加热管和设备衬里材料，如铜、钢镍合金、钦材等。 (6)重视卤水净化，以提高盐质和产盐量，并结合卤水净化，发展综合利用。我国制盐工业有着悠久的历史，据文书所敦，早在两千多年以前就有“有盐池，积薪以齐，水灌而后焚之成盐”之说，开始了用火加热熬盐的制盐工业。而真空制盐在我国则是近代才出现，解放以后才逐步发展起来的。一九五八年，我国制盐工作者在青岛首建一座中央循环管式四效蒸发罐真正开始了我国真空制盐历史。一九六四年，四川省盐务局没计研究所，一九六六年三月四川五迥桥盐厂，一九六六年五月云南一平狼盐矿，一九六七年五月云南磨黑盐矿，一九六七年四川贡井盐厂分别建成中央循环管式四效蒸发罐。此后，湖北、湖南、四川、云南、新姻。东北以及上海、天淬陆续新建许多真空制盐厂。制盐工艺不断革新，制盐设备不断改进，自控水平不断发展，生产强度不断提高，我国真空制盐像雨后春笋蓬勃地发展，我国的制盐技术正向世界先进水平迈进。四川理工学院本科毕业设计 第二章 卤水的蒸发 第二章 卤水的蒸发2.1 概述蒸发是真空制盐的主要过程。卤水由于蒸汽的加热而在蒸发罐内沸腾，一部分水被汽化，氯化钠则因水分的不断蒸发而从溶液中结晶析出。蒸发是一热过程，它必须靠热能的不断供给和二次蒸汽的不断排除(冷凝)才能进行。 2.2 蒸发过程的特点传热性质：传热壁面一侧为加热蒸汽冷凝另一侧进行沸腾，故属于壁面两侧流体均有相变化的恒温传热过程。溶液性质:有些溶液蒸发过程中有晶体析出、易结垢和生泡沫、高温下易分解或聚合；溶液的粘度在蒸发过程中逐渐增大，腐蚀性逐渐增强。溶液沸点的改变:含有不挥发溶质的溶液其蒸发压较同温度下溶剂的较低，即在相同压强下，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。溶液的浓度越高这种现象越明显。泡沫夹带:二次蒸汽中夹带大量的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。能源利用:蒸发时产生大量的蒸汽，如何合理利用它的潜热是蒸发操作中要考虑的问题。2.3 真空制盐工艺流程的选择真空制盐一般是对多效正压和真空(负压)蒸发并用的制盐装置的简称。 真空蒸发制盐是根据卤水沸点随压力减低而下降的规律，在压力递减的多效蒸发罐组中，用生蒸汽（新鲜蒸汽）加热一效罐的卤水，使之沸腾蒸发，产生二次蒸汽用作次效罐的热源，并按所设效数依次传递，多次利用二次蒸汽，使各效罐的卤水蒸发析盐。 真空蒸发制盐的主要设备是蒸发罐，由加热室和蒸发室组成。加热室的壳体中，有上下花板和固定在花板间的加热管束。加热蒸汽经管道进入壳体，卤水由下而上在加热管中循环，通过加热管壁的热交换，使卤水温度升高，并进入蒸发室。国内采用的生产工艺流程，多位四效蒸发，解决罐盐浆增稠、离心脱水、干燥即制得成品盐，各厂流程的不同之处主要表现在蒸发部分，一般分为四种：（1）平流进料、顺流排盐。（2）平流进料、分效排盐。（3）平流进料、一效转二效、二效转三效、三效排盐。（4）四效进料、四效转一效、一效转二效、二效转三效、三效排盐。现在顺流排盐和平流排盐比较通行，各有优劣。本设计采用平流进料、顺流排盐生产工艺流程如下：原料卤水经预热分别进入各效蒸发罐，一效罐的盐浆转入二效罐；二效盐浆转入三效罐；三效盐浆转入四效罐；四效罐排出的盐浆由盐浆泵打入旋流器。旋流器经增稠后的盐浆，离心脱水，母液回罐内继续蒸发看，湿盐由离心机连续卸到皮带运输机上，由皮带运输机经布料器送入沸腾干燥器，干盐通过皮带输送进入盐仓。 蒸汽在加热室将料液升温，料液升温后，在蒸发室蒸发，产生的二次蒸汽二效蒸发罐的加热蒸汽。二效蒸发室产生的蒸汽作三效蒸发的热源。类推至四效，四效的二次蒸汽引入喷射冷凝器，造成真空。 为了充分利用蒸汽冷凝后的余热，采用闪发器，让冷凝水在压差作用下闪发出蒸汽，一效冷凝水闪发的蒸汽接入二效加热室，二效冷凝水闪发的蒸汽接入三效，其余类推。流程图如下图2.15四川理工学院本科毕业设计 第三章 工艺计算 第三章 工艺计算3.1 计算基础数据1、生产时间 全年除去检修、洗罐和各种影响因素，每年以300天计2、生产时间 85kt/a3、 卤水成分 :297.84， :4.774， :1.676卤水的密度 1199， 卤水比热 3.35成品规格 符合国家一级盐标准，即98.5%； 0.4%；0.25%；0.002%；0.5%；水不溶物0.10%；白度在80度以上；颗粒均匀、疏松、全部通过0.5mm筛孔。4、总回收率95%5、一效压力0.431；末效真空度-0.09MPa 3.2 总物料衡算1、每小时产盐量2、每小时耗卤量每吨盐耗卤量 或3、每小时蒸发水量 式中 ； ；式中 进入蒸发系统白水量，取2%；湿盐含水量3%；成品盐中含量（干基）99%；-总回收率95%；则： W总=4、每小时料液循环量取1吨盐带出比重为1.21的饱和卤水1 m3，则料液循环量为：11.871.21=14.29（t/h）5、各效进卤量、循环量、母液量、产盐量 各效进卤量 各效循环量 各效母液量s按经验数据，每吨盐产母液0.1m，比重1.227,则 各效产盐量 3.3 总物料进料表 表3.1 总物料进料表 物料分子量kg/hkmol/h质量百分数%NaCl58.511691.9199.8624.08CaSO4136185.051.360.38H2O1865.790.690.56MgCl29536612.462034.0374.98总计48555.202235.941007四川理工学院本科毕业设计 第三章 工艺计算 3.4 热量衡算由于加热室蒸汽压强常受工厂的供汽条件所限，一般为300500kPa，蒸发室压强一般为1020kPa。所以取 加热室I效蒸汽绝压为0.431MPa； 蒸发室IV效蒸汽绝压为0.012MPa查化工原理2得生产操作条件和数据，如下表表3.1 生产操作条件和数据 物性数据单位I效II效III效IV效加 热 室蒸汽绝压0.4310.2080.1040.035蒸汽温度146.3121.4100.672.3蒸汽热焓2746.02711.02678.02628.5蒸汽潜热2130.12201.52256.82325.8 蒸 发室蒸汽绝压0.2160.1080.0380.012蒸汽温度122.4101.673.348.6蒸汽热焓2712.62679.52631.82584.7蒸汽潜热2198.52254.42316.52381.33.4.1 参数计算1、温差损失及有效温差（1）沸点升高I效沸点升高 式中 操作压强下二次蒸汽的温度，；操作压强下二次蒸汽的汽化热，kJ/kg；同理得 II效沸点升高 =7.1III效沸点升高 =5.9IV效沸点升高 =5（2）不平衡温度损失根据经验取：=0.6, =0.8, =1.5, =2.5（3）管道阻力温度损失根据经验取：=0.6， =0.8， =1， =1（4) 过热温度损失按照制盐厂一般情况取：=1.1，=1.1, =1.8（5）总温度差损失 可得：=10.4，=9. 8， =10.2， =10.3（6）有效温度差 式中 各效加热室蒸汽温度； 各效蒸发室蒸汽温度；同理得 =10，=17.1，=13.4（7）各料液沸点 可得 =130.5， =108.7， =79.2， =53.62、物料参数排放盐的比热式中 进罐卤水及循环料液比热 ；比热；排出盐浆比热：排放盐浆浓度控制为11的固液比，1吨盐带出1的母液，比重为1.21，则固液比换算成质量百分比=83%；食盐结晶热：=84.6 kJ/kg， 排放母液比热 ：=3.35 kJ/kg排放盐浆温度（1）查中国井矿盐8，盐脚下盐量（t/h）：淘洗卤水量=1：2，各效盐脚下盐量各效淘洗卤水用量=5.9610-4或7.0610-4 (2) 排出盐浆量其中,控制盐脚中排出的盐浆浓度为20%根据热量平衡关系得式中 盐浆的比热，（）； I效排盐浆的温度；可得 =102.5, =87.4， =67.0， =49.43.4.2 热量衡算过程以蒸发器作为一个系统，进出蒸发罐热量如下所示： 进罐料液带入的热量 蒸发器排出盐浆带出热量加热蒸汽带入热量排放母液带出热量食盐结晶热二次蒸汽带出热量冷凝水带出热量系统损失热1、 I效 (单位：)（1）进热量：其中卤水温度为40； 总进热量：（2）出热量： 总进热量： 可得：2、 II效 (单位：)（1）进热量：I效闪发桶蒸汽量II效加热蒸汽量：所以 总进热量：（2）出热量： 总进热量： 可得：3、 III效 (单位：)（1）进热量：I效闪发桶闪发蒸汽量II效闪发桶闪发蒸汽量III效加热蒸汽量：所以 总进热量：（2）出热量： 总进热量： 可得：4、IV效 (单位：)（1）进热量：II效闪发桶闪发蒸汽量III效闪发桶闪发蒸汽量IV效加热蒸汽量所以 总进热量：（2）出热量： 总进热量： 可得：3.4.3 热量衡算结果1、各效蒸发水量得 3.68=36612.5所以 热经济=每顿盐耗汽量=(吨汽/吨盐)2、各效传热量 3、各效传热系数 蒸发器传热系数取经验数据，查1 4、各效加热面积 一效加热面积 式中 有效温差同理得 加热面积 ， ， 各效加热面积误差大于规定值10%。3.4.4 蒸发器热量平衡表 以上衡算结果列表如下：表3.3 I效蒸发器热量平衡表输入%输出%进罐料液带入热量2319732.166.10排放盐浆带出热量1621703.34.27加热室蒸汽带入热量3543438493.19排放母液带出热量135307.760.36食盐结晶热271610.430.71二次蒸汽带出热量28449449.1374.28系统损失热量7904990.420.79冷凝水带出热量13742763.00总计38025726.5910038025726.59100表3.4 II效蒸发器热量平衡表输入%输出%进罐料液带入热量2088119.446.74排放盐浆带出热量1254483.424.05加热室蒸汽带入热量28630525.0792.47排放母液带出热量103868.720.34食盐结晶热244449.660.79二次蒸汽带出热量23305966.8275.27系统损失热量5368534.3617.34冷凝水带出热量930240.853.00总计30963094.1710030963094.17100表3.5 III效蒸发器热量平衡表输入%输出%进罐料液带入热量2018509.247.06排放盐浆带出热量921832.053.22加热室蒸汽带入热量26342232.0792.12排放母液带出热量77035.730.27食盐结晶热236300.610.82二次蒸汽带出热量22120199.6877.35系统损失热量4144795.0614.50冷凝水带出热量666589.74.66总计28597041.9210028597041.92100表3.6 IV效蒸发器热量平衡表输入%输出%进罐料液带入热量2111322.847.60排放盐浆带出热量711620.822.56加热室蒸汽带入热量25421940.3291.51排放母液带出热量59754.420.22食盐结晶热247166.010.89二次蒸汽带出热量23406485.4684.26系统损失热量2928020.1310.54冷凝水带出热量674548.982.42总计27780429.1710027780429.171003.5 迭代计算 为了蒸发器的制造、安装、库存和操作方便，通常使各效的传热面积相等，由已经计算的传热面积不相等，相对偏差大于规定值，则应重新计算传热面积，调整各效的有效温差。3.5.1 重新分配1、传热面积 重新分配有效温差 2、重新分配各效温度 因冷凝器的压强及完成液的浓度没有变化，故第4效二次蒸汽的参数及溶液沸点均物变化。第4效加热蒸汽温度 第3效二次蒸汽温度 第3效加热蒸汽温度 第2效二次蒸汽温度 第2效加热蒸汽温度 第1效二次蒸汽温度 3、重新调整效温差得 ， ， ， 4、排放盐浆温度根据热量平衡关系得 =102.4, =87.5， =72.5， =49.43.5.2 热量衡算过程1、I效 (单位：)（1）进热量：其中卤水温度为40； 总进热量：（2）出热量： 总进热量： 可得：2、II效 (单位：)（1）进热量：I效闪发桶蒸汽量II效加热蒸汽量： 所以 总进热量：（2）出热量： 总进热量： 可得：3、III效 (单位：)（1）进热量：I效闪发桶闪发蒸汽量II效闪发桶闪发蒸汽量III效加热蒸汽量所以 总进热量：（2）出热量： 总进热量： 可得：4、IV效 (单位：)（1）进热量：II效闪发桶闪发蒸汽量III效闪发桶闪发蒸汽量IV效加热蒸汽量：所以 总进热量：（2）出热量： 总进热量： 可得：3.5.3 热量衡算结果1、各效蒸发水量可得 3.64=36612.5所以 热经济=每顿盐耗汽量=2、各效传热量 9M3、各效传热系数 蒸发器传热系数取经验数据，查1 4、各效传热面积 由可得各效加热面积为: 各效加热面积误差小于10%，故合理。取各效加热面积相等：5、最终生产操作条件和数据查2得生产操作条件和数据，如下表表4.6 最终生产操作条件和数据 物性数据单位I效II效III效IV效加 热 室蒸汽绝压0.4310.2360.1040.047蒸汽温度146.3125.5100.779.9蒸汽热焓2746.02717.22678.12642.1蒸汽潜热2130.12190.42256.62308.0 蒸 发室蒸汽绝压0.2440.1080.0490.012蒸汽温度126.5101.780.948.6蒸汽热焓2718.72679.72643.92584.7蒸汽潜热2187.52254.02305.52381.3 沸点升高8.37.16.25 各效沸点134.8108.887.153.6 温度损失2.32.74.35.3 有效温差9.2149.321 热损失5433 蒸发水量10058.48952.08750.88851.4 传热系数209312461822814 传热量7378.46180.16005.75936.1 计算面积383354354347 实选面积360360360360 3.5.4 蒸发器热量平衡表 以上衡算结果列表如下：表3.7 I效蒸发器热量平衡表输入%输出%进罐料液带入热量2345216.546.06排放盐浆带出热量1685787.844.36加热室蒸汽带入热量36044545.293.22排放母液带出热量14081760.36食盐结晶热274594.320.72二次蒸汽带出热量27398700.270.86系统损失热量8041110.1220.80冷凝水带出热量1397940.33.62总计38664356.0610038664356.06100表3.8 II效蒸发器热量平衡表输入%输出%进罐料液带入热量2087606.46.72排放盐浆带出热量1245223.24.00加热室蒸汽带入热量28748918.8892.50排放母液带出热量103843.20.33食盐结晶热244389.60.78二次蒸汽带出热量23320624.3275.03系统损失热量5494903.9217.68冷凝水带出热量91620.242.96总计31080914.8810031080914.88100 表3.9 III效蒸发器热量平衡表输入%输出%进罐料液带入热量2040686.567.10排放盐浆带出热量597679.642.08加热室蒸汽带入热量26465662.0892.07排放母液带出热量84007.680.29食盐结晶热238896.840.83二次蒸汽带出热量23230496.9680.82系统损失热量4164177.614.49冷凝水带出热量668883.62.32总计28745245.4810028745245.48100表3.10 IV效蒸发器热量平衡表输入%输出%进罐料液带入热量2064146.487.50排放盐浆带出热量695720.042.53加热室蒸汽带入热量25220432.1691.62排放母液带出热量58419.240.21食盐结晶热241643.220.88二次蒸汽带出热量2291703.783.26系统损失热量319354211.60冷凝水带出热量660836.882.4总计27526221.8610027526221.861003.6 各效物料衡算3.6.1 物料衡算结果 1、各效产盐量 同理可得 2、各效进卤量 同理可得 3、各效循环量 同理可得 4、各效母液量 同理可得 5、各效冷凝水闪发量I效 ： II效 ： III效 ：6、各效冷凝水量 3.6.2 物料衡算平衡表 以上衡算结果列表如下：表3.11 I效蒸发器物料平衡表输入质量（kg/h）输出质量（kg）卤水量13578.8产盐量3248.9蒸发水量10058.4CaSO4200.95MgCl270.55总计13578.8总计13578.8 表3.12 II效蒸发器物料平衡表输入质量（kg/h）输出质量（kg）卤水量12085.2产盐量2891.5蒸发水量8952CaSO4178.9MgCl262.8总计12085.2总计12085.2 表3.13 III效蒸发器物料平衡表输入质量（kg/h）输出质量（kg）卤水量11813.6产盐量2826.5蒸发水量8750.8CaSO4174.9MgCl261.4总计11813.6总计11813.6 表3.14 IV效蒸发器物料平衡表输入质量（kg）输出质量（kg）卤水量11949.1产盐量2859蒸发水量8851.4CaSO4176.7MgCl262总计11949.1总计11949.1 27四川理工学院本科毕业设计 第四章 设备设计和选型 第四章 设备设计和选型5.1 蒸发器采用普遍使用的外加热强制循环蒸发器，此蒸发器主要由加热室、蒸发室和循环泵三部分组成，具有生产能力大，循环速度高、传热效果好、检修方便等特点。5.1.1 加热室1、加热管加热管采用573.57000的铜镍合金管每根管加热面积为： 横截面积： 各效总加热面积： 需要加热管根数： 所以，加热管总截面积： 实际加热面积： 加热室外壳直径D的确定，加热管用正三角形，取间距，则式中 -最外层管心至壳体内壁距离，取， 管子根数；所以 圆整为 1600mm，查蒸发器4，选用16007的加热室。2、循环管（1）上循环管高 取管内料液流速 ，则每小时流量传热量按照I效算，液温升高数其中料液比热，密度；I效蒸发室温度126.5，压力0.244MPa，而126.5+1.41=127.91，对应的压力为0.254MPa，故需要液压高度.考虑液面波动取H=3.5m，减去上循环出口控制高度1.0m则上循环管高（2）上循环管直径 取横截面积与加热管总截面积比为1：1.2.则 （3）下循环管直径 取管横截面积与加热管总截面积比1：1.5。则 圆整为1000mm，选用100010的管子用平焊法5兰如下：表5.1 循环管法兰公称直径 管子外径A1连接尺寸法兰外径螺栓孔中心圆直径螺栓孔直径螺栓孔数量螺纹法兰厚度法兰内径法兰理论质量DNABDKLNThCABkg100010161020117511203028M27421020102479.43、加热室附件（1）蒸汽接管管径生蒸汽进口管径的确定由于生蒸汽的压0.431MPa，温度为146.3，查2得生蒸汽的密度为kg/m3，流速一般取2040m/s，取40m/s 则： 取整为d=0.3m核算流速度：u= =21.2m/s圆整为300mm，二次蒸汽管管径的确定第一效的二次蒸汽压力为0.244MPa，温度为126.5，查2得蒸汽的密度1.355kg/m3，一般流速取40m/s 则 取整为0.3m核算流速度：u= =29.2m/s圆整为300mm，第二效的二次蒸汽压力为0.108MPa,温度为101.7，查2得蒸汽的密度kg/m3，一般流速取40m/s 则 取整为0.5m 核算流速度： u= =20.0m/s圆整为500mm第三效的二次蒸汽压力为0.049MPa, 温度为80.9，查2得蒸汽的密度kg/m3，一般流速取40m/s，则 取整为300mm核算流速度：u= =20m/s圆整为300mm第四效的二次蒸汽压力为0.012MPa, 温度为48.6，查2得蒸汽的密度0.39kg/m3，一般流速取40m/s，则 取整为500mm核算流速度：u= =32.1mm圆整为500mm（2）料液进口管径 一效的出料管： 一效出料管可以按照12m/s的流速确定管径，取流速为1m/s，则 取整为0.1m核算流速度：u= =0.40m/s圆整为100mm二效的出料管： 二效出料管可以按照12m/s的流速确定管径，取流速为1m/s，则 取整为0.1m核算流速度：u= =0.36m/s圆整为100mm三效的出料管： 三效出料管可以按照12m/s的流速确定管径，取流速为1m/s， 则 取整为0.08m核算流速度：u= =0.54m/s 圆整为80mm三效的出料管： 三效出料管可以按照12m/s的流速确定管径，取流速为1m/s， 则： 取整为0.08m核算流速度：u= =0.56m/s 圆整为80mm（3）冷凝水和不凝汽管径确定根据前面计算和经验选取冷凝水和不凝汽的管口直径6分别为：100mm和50mm。表5.2 接管直径一览表项目一效二效三效四效蒸汽进口接管直径mm300300500300第二次蒸汽出口接管直径mm300500300500料液进口接管直径mm1001008080料液出口接管直径mm100808080以上各法兰在设计中均采用平焊法兰，查化工设备机械基础7得，各法兰设计参数列于下表：表5.3 法兰的各种参数(mm) 螺 栓焊 缝 法兰伸出长度数量直径H300325 8 43539536542223 12M20910250100108 420517014831418 4M16561505057 3.5140110903814 4M1245150图5.1管口法兰示意图5.1.2 蒸发室1、蒸发器直径D 按照各效蒸发器直径一致的原则，以IV效条件计算，取蒸发室中蒸汽在横面流速为4.5，则 式中 -IV效蒸汽量圆整为 3000mm，选用30006的蒸发室。2、高度H(1)蒸发空间高度 因蒸发空间高不低于34m 所以取=4m 。(2)上下循环管间距 设循环泵流量为Q=7200，为减少温差损失，料液在罐内停留时间为10秒，则（3）上循环管至液面高 为了避免加热室内料腾，上循环管距加热室上花板有一高度，但还是需要一定的液柱高度，以防管内沸腾，所以取 （4）下循环管至截体距离为使盐浆能注入盐脚，下循环管至截体应维持一定直筒高度，一般取.所以蒸发室直筒高度为3、盐脚尺寸的确定 （1）冲孔直径取5mm，冲孔间距6.5mm，锥角(2) 大块盐排出管径取100mm(3) 盐脚直径 式中 盐脚垂直下盐量 1.410I效盐脚直径： ；II效盐脚直径： ；III效盐脚直径： ；IV效盐脚直径： ；查井矿盐技术8 ， 盐脚高度h的确定：设盐脚容纳盐浆量为3，各效盐脚高取一致，以IV效条件计，则 取15m 验算各效盐脚中能沉下的最小盐粒的直径，由公式求得各效能沉降下的盐粒直径为0.07mm；0.08mm；0.10mm；0.12mm。但由于沉降时细盐先被溶解，排放的盐粒直径可达到0.20.3mm，且一次排放分离部分细盐，因此最终的成品盐粒符合要求。5.2 传热系数的校核本设计加热管采用573.5的铜镍合金管，并对加热管假设传热系数K进行校核。5.2.1 I效传热系数的校核1、管内传热系数；查3得 134.8下，原料液卤水的相关物理性质：，（1）管内雷若数准数：式中 -加热管内径，m；-管内流速，根据制盐工艺经验一般取1.5-2m/s，本次取1.5m/s；-流体密度；-流体黏度，； （2）管内普兰特准数： 式中 ； -流体黏度，； -导热系数，；（3）管内传热系数 查2得：式中 -普兰特准数； -雷若准数； -加热管内径，m； -导热系数，；2、管间传热热系数定性温度为:查2得 140.55下，水的相关物理性质 先假设管间流动为层流传热面积 传热速率 润湿周边 蒸汽冷凝量为 核算流型由于此流动为湍流状态，所以用以下公式计算传热系数管间传热系数查2得：式中 -冷凝水密度，； -重力加速度，； -流体黏度，； -雷若准数；查2得 蒸汽的污垢热阻为：,以及加热室温度下的铜镍合金的导热系数50.12，管内污垢热阻为，第一效可以忽略.则总传热系数 加热室的传热系数取经验数据 查1得： 安全系数为 所以假设的一效传热系数是合理的5.2.2 II效传热系数的校核1、管内传热系数；查3得 108.8下，原料液卤水的相关物理性质：，（1）管内雷若数准数： （2）管内普兰特准数： （3）管内传热系数查2得:（2）管间传热