硝酸钾水溶液三效并流加料蒸发装置的设计.doc

天 津 农 学 院 化工原理课程设计任务书设计题目：水溶液三效并流加料蒸发装置的设计 系 别： 食品科学系 专 业： 学生姓名: 学 号: 起迄日期: 2010 年 5 月 25日 2010年 6 月5日 指导教师: 王步江 教研室主任： xx课程设计任务书1课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：（一） 设计题目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 34131t/a水溶液。（2） 设备形式 中央循环管式蒸发器。（3） 操作条件水溶液的原料液浓度为15%，完成液浓度为44%，原料液温度为80、比热容为3.5KJ/(Kg)加热蒸汽压力为400Kpa(绝压)，冷凝器压力为20Kpa(绝压)。各效蒸发器的总传热系数为：=2000W/()，=1000W/（），=500 W/（）。各效加热蒸汽的冷凝液均在饱和温度下排出。假设各效传热面积相等，并忽略溶液的浓缩热和蒸发器的热损失，不考虑液柱静压和流动阻力对沸点的影响。每年按300天计，每天24小时连续运行。厂址：天津地区。（三） 设计项目（1） 设计方案简介：设计一台中央循环管式蒸发器，使水溶液由15%的原料液经过蒸发器变为44%的完成液。（2） 蒸发器的工艺计算：在三效并流加料的蒸发器中，每小时将1975.69kg 15%的KNO水溶液浓缩到44% 估计各效蒸发量和完成液浓度总蒸发量 W=F（1-）=34131（1-）=22495.43因并流加料，蒸发中无额外蒸汽引出，可设 W1:W2:W3=1:1.1:1.2W=W1+W2+W3=3.3WW1=6816.79 W2=1.1 W1 =7498.47 W3=1.2W1=8180.15X1=0.187X2=0.26X3=0.44估计各效溶液的沸点和有效总温度差设各效间压力降相等，则总压力差为各效间平均压力为由各效的二次蒸汽压力，从手册中可查得相应的二次蒸汽的温度和汽化潜热列于下表中。效数二次蒸汽压力273.33146.66 20 二次蒸汽温度131.20111.3260.1二次蒸汽的汽化热2177.252230.222854.91蒸发操作常常在加压或减压下进行，从手册中很难直接查到非常压下的溶液沸点。所以用以下方法估算。 常压下(101.3kPa)由于溶质引起的沸点升高，即溶液的沸点-水的沸点 常压下水的沸点为100查表得 常压下不同质量分数的KNO沸点如下表质量分数kg/l18.5%25%40%沸点101.5102.3104.2经查表400 kPa下饱和蒸汽温度为143.3，气化潜热为2138.5 由于不考虑液柱静压和流动阻力对沸点的影响，所以总温差为 各效料液温度为 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算由于忽略溶液的浓缩热，所以 =0.944W1+53.85 =0.704W2-0.076W1+125.8 又W1+W2+W3=1234.8125 联立 计算得 W1=410.67 kg/h W2=411.13 kg/h W3=412.12 kg/h D1=392.77 kg/h（1） 传热面积的计算 任一效的传热速率方程为 传热面积 =2.356105 =2.188105 =2.98105 =9.9 =18.52 =48.58=2m2=m2=12.22m2误差为0.05 迭代计算合理，取平均传热面积S=11.95 m2计算结果表格如下：效次冷凝器加热蒸汽温度143.4131.20111.3260.1操作压力273.33146.662020溶液温度133.5112.6862.74完成液浓度18.52540蒸发量410.67411.13412.12蒸汽消耗量392.77392.77392.77传热面积11.8211.8112.22(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气冷凝器等。(5)绘制KNO水溶液三效并流加料蒸发装置的流程图及蒸发器设备工艺简图。 ， , , , , ， ， ， （6）对本设计进行评述通过对此次化工课程设计的学习，让我不仅巩固了化工原理的基础知识，更懂得如何活学活用，通过自己的头脑和思路让设备拥有所需要的用途，理论联系实际，不仅仅是对这一门功课的学习，更让我了解到各学科都要学以致用，学会如何想如何用，怎样用，怎样好用。为以后更好的学习工作打下了一个好的基础。学会word的使用，学会了公式编辑器，懂得了蒸发器的工作原理和怎样方便快速的计算，都是通过这次设计得到的体会，我会珍惜这次学习的机会，让以后的学习工作更有效率。（四）参考文献:1) 贾绍义，柴诚敬等。化工原理课程设计 天津：天津大学出版社 20082) 柴诚敬，张国亮等。化工原理（上册）北京：高等教育出版社 20083) 郁浩然化工计算中国石化出版社 19904) RHPERRY化学工程手册(第六版)化学工业出版社 1992xx课程设计任务书2对课程设计成果的要求包括图表、实物等硬件要求： （小4号宋体，20磅行距）。3主要参考文献：4课程设计工作进度计划：序号起 迄 日 期工 作 内 容主指导教师亲笔签名日期： 年 月 日天津农学院课程设计说明书 设计名称 设计题目 设计时间 系 别 专 业 班 级 姓 名 指