多效蒸发过程分析示范文本
多效蒸发方案(以NaOH为例)
冬胞工夕丸卑化工原理课程设计NaOH蒸发系统设计目录章前言§ 1概述'第二章蒸发工艺设计计算§ 1蒸浓液浓度计算§ 2溶液沸点和有效温度差的确定S 2 • 1各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失§2 • 2各效由于溶液静压强所因引起的温度差损失§22 • 3由经验不计流体阻力产生压降所引起的温度差损失§2 3加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算§2 4蒸发器的传热面积和有效温度差在各效中的分布以及传热系数K的确定§ 5温差的重新分配与试差计算§5 • 1重新分配各效的有效温度差，§ 5• 2重复上述计算步骤§ 6计算结果列表第三章NaO H溶液的多效蒸发优化程序部分§3 1具体的拉格朗日乘子法求解过程§3 2程序内部变量说明§3 3程序内容：§3 4程序优化计算结果§3 5优化前后费用比较第四章蒸发器工艺尺寸计算§4 1加热管的选择和管数的初步估计§4 1 1加热管的选择和管数的初步估计§4 1 2循环管的选择§4 1 3加热室直径及加热管数目的确定§4 1 4分离室直径与高度的确定§4 2接管尺寸的确定§4 2 • 1溶液进出§4 2 • 2加热蒸气进口与二次蒸汽出口§4 2 • 3冷凝水出口第五章、蒸发装置的辅助设备§5 1气液分离器§5 2蒸汽冷凝器§5 2 1冷却水量§5 2 2计算冷凝器的直径§23淋水板的设计§5 3泵选型计算§5 4预热器的选型第六章主要设备强度计算及校核§ 6 • 1蒸发分离室厚度设计§ 6 • 2加热室厚度校核第七章小结与参考文献：符号说明希腊字母：c 比热容，KJ/(Kg.h> a -------- 对流传热系数，W /m2. °Cd --- 管径，mA ------ 温度差损失，CD——直径，mn——误差，D ――加热蒸汽消耗量，Kg/h n ――热损失系数，f --- 校正系数，n ----- 阻力系数，F――进料量，Kg/h入一一导热系数，W /m2. Cg --- 重力加速度，9.81m/s2卩---- 粘度，Pa.sh 咼度，m p 密度，Kg/m3H ――高度，mk――杜林线斜率K ――总传热系数，W/m2. CE――加和L——液面高度，m©——系数-加热管长度，m -淋水板间距，m 下标： -效数 1,2,3——效数的序 -第n 效 0——进料的 -压强，Pai ――内侧热通量，W/m2 m ----- 平均-传热速率，W o - 外侧汽化潜热，KJ/Kg p---- 压强-热阻，m2「C /Ws ――污垢的 -传热面积，m2 w 水的 管心距，m w 壁面的 -蒸汽温度，C 「流速，m/s-蒸发强度，Kg/m2.h 上标：-体积流量，m3/h'：二次蒸汽的 -蒸发量，Kg/h :因溶液蒸汽压而引起的 〃：因液柱静压强而引起的 :因流体阻力损失而引起的 第一章前言§ 1概述1蒸发及蒸发流程蒸发是采用加热的方法，使含有不挥发性杂质 <如盐类）的溶液沸腾，除去其中被汽化单位部分杂质, 使溶液得以浓缩的单元操作过程。
多效蒸发计算实例
多效蒸发计算实例多效蒸发是一种高效的蒸发过程，通过多个蒸发器的多次蒸发使得产生的蒸汽可以循环利用，提高能源利用率。
下面是一个多效蒸发计算的实例，来说明多效蒸发的工作原理和计算方法。
假设有一台多效蒸发装置，用于处理1000 kg/h的食品浆料，浆料中含有75%的水分。
该多效蒸发装置共有3个蒸发器，设定的蒸发温度为80℃。
第一步，我们先计算浆料中水的质量。
由于浆料含水量为75%，所以浆料中的水质量为1000 kg/h * 75% = 750 kg/h。
第二步，我们需要计算每个蒸发器的蒸汽消耗量。
假设第一个蒸发器的效率为80%，第二个蒸发器的效率为70%，第三个蒸发器的效率为60%。
第一个蒸发器的蒸汽消耗量可以通过以下公式计算：Q1=(1-η1)*m其中，Q1为第一个蒸发器的蒸汽消耗量，η1为第一个蒸发器的效率，m为浆料中水的质量。
Q1 = (1 - 80%) * 750 kg/h = 0.2 * 750 kg/h = 150 kg/h第二个蒸发器的蒸汽消耗量可以通过以下公式计算：Q2=(1-η2)*(m-Q1)其中，Q2为第二个蒸发器的蒸汽消耗量，η2为第二个蒸发器的效率，m为浆料中水的质量，Q1为第一个蒸发器的蒸汽消耗量。
Q2 = (1 - 70%) * (750 kg/h - 150 kg/h) = 0.3 * 600 kg/h =180 kg/h第三个蒸发器的蒸汽消耗量可以通过以下公式计算：Q3=(1-η3)*(m-Q1-Q2)其中，Q3为第三个蒸发器的蒸汽消耗量，η3为第三个蒸发器的效率，m为浆料中水的质量，Q1为第一个蒸发器的蒸汽消耗量，Q2为第二个蒸发器的蒸汽消耗量。
Q3 = (1 - 60%) * (750 kg/h - 150 kg/h - 180 kg/h) = 0.4 *420 kg/h = 168 kg/h第三步，我们需要计算多效蒸发装置的总蒸汽消耗量。
总蒸汽消耗量等于各个蒸发器的蒸汽消耗量之和。
多效蒸发
t i −1 − t i ri
/
若考虑稀释热和热损失 ，每效乘以热利用系数
η = 0.96 ~ 0.98 对NaOH η = 0.98 − 0.007 Δx
其中 t i -1 − t i ri
/
Δx — 溶液浓度变化
= β i — 自蒸发系数
C i ( t i -1 − t i ) — 1kg溶液进入 i效时因温度降低放出的 热 ri — 产生1kg二次蒸汽需热 ⎧高于沸点 β > 0 ⎪ 故比值：表1kg二次蒸汽需吸收热量 ⎨沸点进料 β = 0 ⎪冷液进料 β < 0 ⎩
点击这里看大图
/
= 130 − 50 = 70 o C
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3. 蒸发器的生产能力和生 产强度 用速率方程表示生产能 力（沸点进料，且无热 损失） 单效 Q = KSΔt 三效 Q1 = K 1 S1Δt1 Q2 = K 2 S 2 Δt 2 Q3 = K 3 S 3 Δt3 则 Q = Q1 + Q2 + Q3 = KS ( Δt1 + Δt 2 + Δt3 ) = KSΔt 即三效生产能力与单效 相同，即单位时间蒸发 的水量相同 但三效的传热面积为单 效的三倍 故三效的生产强度（单 位时间、单位传热面积 蒸发水量） 1 为单效的 3 故：多效蒸发的经济性 的提高是以牺牲生产强 度为代价 实际上 若各效 K值视为平均 K S相等，且忽略温度差损 失
或总有效温度差
Δt = ∑ Δ t = Δt1 + Δ t 2 + Δt 3
5.由热量衡算计算各效水 分蒸发量 设蒸汽在冷凝温度下排 出，忽略稀释热及热损 失 一效： Fh 0 + D1 H 1 = D1 hw1 + ( F − W1 ) h1 + W1 H 1 D1 ( H 1 − hw1 ) = ( F − W1 ) h1 − Fh 0 + W1 H 1 其中 ( H 1 − hw1 ) = r1 — 蒸汽汽化热 h 0 = C0t0 h 1 = C1t1 H 1 − C w t1 = r1 — 二次蒸汽汽化热
粘胶纤维酸站多效蒸发工艺分析
工艺设备科学大众·Popular Science2019年2月粘胶纤维酸站多效蒸发工艺分析唐山三友远达纤维有限公司 米丽颖摘 要：生产粘胶纤维酸浴蒸发的目的和蒸发形式，蒸发消耗在粘胶纤维的生产过程中，生产能耗占有很大比例，最大的耗气工序便是酸浴蒸发。
文章主要讨论酸浴的多效蒸发节能对比、工艺原理、过程、条件和制作过程中会遇到的问题及解决问题的措施。
关键词：粘胶纤维；酸站；多效闪蒸；工艺分析1 粘胶纤维生产现状目前粘胶纤维厂开始大量采用成套的酸浴蒸发装置，有效减少了蒸汽的消耗，同时又降低了生产的实际成本。
十一效闪蒸是最为普遍的闪蒸设备。
文章的主要内容就是讨论闪蒸的节能对比、工艺原理、工艺的过程、条件，运行过程中可能出现的问题及解决的措施问题。
在粘胶纤维生产中，酸站闪蒸利用自身的温热给蒸发提供热量，而传统蒸发是靠外来的热源加温，在酸站闪蒸前，新鲜的水蒸汽已经慢慢地升高到溶液所需的热度，在让溶液进入闪蒸室后，真空度会使热溶液进入一种过热状态，闪急蒸发产生，溶液内里就会整体发生汽化，而一般蒸发在与加热器表面接触溶液时，就开始进入过热状态。
2 酸浴蒸发的目的、主要蒸发形式及汽水比情况酸浴蒸发的目的是去除粘胶纤维纺丝过程中多余的水分。
纤维粘胶生产的过程中会产生很多水，在酸碱过程中又不能避免中和反应产生水分，虽然自然蒸发会带走一部分水，但大部分的水还是会进入酸浴中，这样就造成了酸浴中含有更多的水。
酸浴蒸发的主要形式体现在加压、常压或减压蒸发。
减压蒸发的目的是使溶液保持在86.64 kPa～﹣93.31 kPa的真空条件下，沸点就会降低到能够转化为汽态，真空蒸发和普通蒸发不同的是溶液在大气压下的沸点很低，所以在加热蒸汽时，为了使蒸发的传热面积能够减少，会加大热蒸汽和沸腾液之间的温差。
为了能够尽可能地循环使用二次蒸气压，加热蒸汽时选择低压蒸汽和废汽。
为了防止硫酸钠在容器壁上产生结晶，生产中会在降低溶液的沸点的同时又能降低蒸发器外界的热量损失，如果不能降低沸点，还可选择浓缩且不耐高温的溶液。
多效蒸发操作流程
不适用于粘度随温度和浓度变化较大的溶液
操作流程
b.逆流蒸发原理流程 溶液的流向与蒸汽的流向相反，
即加热蒸汽由第一效进入，而原料液由 末效进入，由第一效排出。
适用于粘度随温度和浓度变 化比较大的溶液，但不适用 于热敏性物料的蒸发。
操作流程
b.逆流蒸发原理流程
优点： 随着溶液浓度的逐效提高，溶液的温度也不断提高，因此因组成增高使粘
度增大的影响大致与因温度升高使粘度降低的影响相抵，故各效溶液的粘度较 为接近，各效的传热系数也大致相同。
缺点： 1、溶液在效间的流动是由低压流向高压，效间溶液需用泵输送，能量消耗
较大。 2、各效（末效除外）均在低于沸点下进料，没有自蒸发，与并流法相比，
蒸发技术 ---多效蒸发操作流程
操作流程
按物料与蒸气的相对流向的不同，多效蒸发常见的加料流程有并流流程（顺 流）、逆流流程、错流流程和平流流程。
a.并流（顺流）蒸发原理流程 并流流程溶液与蒸气的流向相同，
都是由第一效顺序流至末效。第一个 蒸发器（称为第一效）蒸出的二次蒸 气用作第二个蒸发器（第二效）的加 热蒸气，第二个蒸发器蒸出的二次蒸 气用作第三个蒸发器（第三效）的加 热蒸气。
所产生的二次蒸汽量较少。
操作流程
c.错流蒸发原理流程 从上述可知，并流和逆流加料各有优缺点，为了克服两者的缺点，保持优点，
采用部分并流和部分逆流的错流加料应运而生。一般在末尾几效采用并流加料以 利用其不需泵送和自蒸发等优点。
d. 平流蒸发原理流程 平流法是指原料液平行加入各效，完成液
分别由各效排出。蒸汽的流向仍由第一效流向 末效。适用于蒸发过程中容易析出结晶的物料 (如食盐水在较低浓度下即达到饱和状态而有结 晶析出)，可避免在各效间输送含有大量结晶的 溶液。
多效蒸发操作流程加料方法
多效蒸发操作流程加料方法下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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多效蒸发流程及效数的确定(精)
单效 双效 1 1.1 1/2 0.57
三效 1/3 0.4
四效 1/4 0.3
五效 1/5 0.27
三、蒸发操作条件的选择
1．料液液面高度
液面过低，加热室的加热管上方易结垢，对于强制循 环蒸发器，过低的液面会使循环泵发生气蚀和振动 面过高，会料液沸点上升、气液分ห้องสมุดไป่ตู้空间过小
；液
。
2.真空度
真空度过低，末效及整个蒸发系统的传热温 差低。真空度增大，可降低蒸发系统的蒸汽消 耗、提高设备生产能力、可使料液离开蒸发系 统带走的热量减少、可减少预热所用蒸汽量。 实际生产中应采用尽可能高的真空度，以达 到高产低耗的目的。
影响真空度的因素
• 不凝气体 ： 真空设备排除不凝气的能力有限 。 不凝气来自以下三个部分：二次蒸汽夹带的 不凝气；冷却水进入真空系统后释放出其中溶解 的不凝气；真空系统管道和设备的各个连接部位 漏入的不凝气体。
• 真空系统的阻力 • 冷却水量和温度 ：理论上最大真空度应是大
气压与冷凝器冷却水下水的饱和蒸汽压之差。水 温越高真空度越低。而冷却下水温度高低取决于 冷却水的上水水温和水量。
多效蒸发流程及工艺条件分析
一、多效蒸发流程
1 顺流流程 蒸气和料液的流动方向一致，均从第一效到末效。
优点：
在操作过程中，蒸发室的压强依效序递减，料液在效间 流动不需用泵；
料液的沸点依效序递降，使前效料进入后效时放出显热， 供一部分水汽化；
料液的浓度依效序递增，高浓度料液在低温下蒸发，对 热敏性物料有利。
小结：单效蒸发和多效蒸发的比较 温度差损失
若多效和单效蒸发的操作条件相同，则多效 蒸发的温度差因经过多次的损失，使总温度差损 失较单效蒸发时为大。
第三节 多效蒸发
7-8.蒸发器的生产能力和蒸发强度 P297 无论是生产能力还是生产强度，其大小取决于 蒸发器的传热速率，当操作条件一定时，单效 的传热速率为Q=KAΔt，Δt=TS-t,而多效的传 热速率Qi=KAΣΔti(设TS,T末,K,A相同)。很明 显，由于Δt>ΣΔti，将使Q>Qi，即多效的生 产能力W小于单效时的生产能力，又因多效传 热面积为单效时的n倍，因而多效时生产强度 远较单效时为小。可见多效蒸发是以牺牲生产 能力和生产强度为代价换取加热蒸汽的利用率。
温差分配到各效而已。由于多效蒸发的每一效 中都存在传热温差损失，因而总的有效传热温 差必小于单效时，使得传热推动力下降。效数 愈多，总有效温差愈小，当效数增加到一定程 度时，可使总有效温度差为零，此时蒸发将无 法进行，即为效数的最大极限。
多效蒸发和单效蒸发的比较
2 加热蒸汽的经济性： 当蒸发水分量相同时，多效蒸发所需 加热蒸汽消耗量比单效明显减少，因 而提高了加热蒸汽的利用率，即经济 性。因此在蒸发大量水分时，应采用 多效。
缺点：随效数的增加，溶液浓度逐效增高而温度逐效
降低，致使溶液粘度增大较快，使传热系数逐效下降， 传热效果一效不如一效。
适于：热敏性物料的蒸发
2.逆流加料流程
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多效蒸发过程分析示范文
本
In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each
Link To Achieve Risk Control And Planning
某某管理中心
XX年XX月
多效蒸发过程分析示范文本
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根据加料方式的不同，多效蒸发操作的流程可分为3
种，即并流、逆流和平流。
下面以三效蒸发为例，分别介
绍这3种流程。
(1)并流(顺流)加料蒸发流程如图13—3所示，这是
工业上最常用的一种方法。
原料液和加热蒸汽都加入第1
效蒸发，溶液顺序流过第1、Ⅱ、Ⅲ效，从第Ⅲ效取出完成
液。
加热蒸汽在第1效加热室中被冷凝后，经冷凝水排除
器排出。
从第1效出来的二次蒸汽进入第Ⅱ效加热室供加
热用；第Ⅱ效的二次蒸汽进入第Ⅲ效加热室；第Ⅲ效的二
次蒸汽进入冷凝器中冷凝后排出。
顺流加料流程的优点是：各效的压力依次降低，溶液
可以自动地从前一效流人后一效不需用泵输送；各效溶液
的沸点依次降低，前一效蒸发的溶液进入后一效蒸发时将发生自蒸发而蒸发出更多的二次蒸汽。
缺点是：随着溶液的逐效增浓，温度逐效降低，溶液的黏度则逐效增高，使传热系数逐效降低。
因此，顺流加料不宜处理黏度随浓度的增加而迅速加大的溶液。
(2)逆流加料蒸发流程图13—4是逆流加料的蒸发流程。
原料液从末效蒸发加入，然后用泵送人前一效，最后从第1效取出完成液。
蒸汽的流向则顺序流过第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效，料液的流向与蒸汽的流向相反。
逆流加料的优点是：浓的溶液在最高的温度下蒸发，各效溶液的黏度相差不致太大，传热系数不致太小，有利于提高整个系统的生产能力；末效的蒸发量比顺流加料时少，减少了冷凝器的负荷。
缺点是效与效之间必须用泵输送溶液，增加了电能消耗，使装置复杂化。
(3)平流加料蒸发流程图13—5是平流加料的蒸发流程。
每一效蒸发时都送入原料液，放出完成液。
这种加料主要用在蒸发过程中有晶体析出的场合。
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