1、2011sdosew 2011sdiwe 四 川 理 工 学 院毕 业 设 计 说 明 书题 目 200kt/a 烧碱装置蒸发工段的初步设计（固碱）四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书材料与化学工程 系 专业 班题 目 200kt/a 烧碱装置蒸发工段的初步设计（固碱）一、设计(论文) 的要求1、进行工段工艺流程设计，绘制带主要控制点的工艺流程图； 2、进行工段物料、热量衡算并对结果列表（成图） ； 3、确定工段设备（类型、尺寸） ，绘制主要设备的装配图； 4、编写工段工艺初步设计说明书。 二、设计（论文）的原始数据三、参考资料及说明：化工工艺 、 氯碱工艺学 、 化工原理 化工工程手
2、册 （蒸发与结晶） 、 化工设计 化工计算等及相关文献资料。 四川理工学院毕业设计I前言四川理工学院毕业设计II目 录前言 第一篇 液碱 1第一章 总论 1一、产品 1二、生产流程和生产方案的确定 1三、生产流程简述 4第二章 液碱的蒸发 5一、物料衡算 5二、温差损失计算 11三、热量衡算 13四、迭代计算 15五、 闪蒸效 32第三章 蒸发器的结构和辅助设备设计 34一、蒸发器的结构设计 34二、蒸发器接管尺寸的确定 36三、蒸发辅助设备 38四、设备一览表 41第二篇 固碱 42第四章 总论 42一、产品 42二、固碱生产概况 43三、锅式法固碱的生产原理 43四、锅式法固碱生产工艺流程
3、叙述 44第五章 物料衡算 45一、计算依据 45二、物料衡算 45第六章 热量衡算 48第七章、设备及配置 50环保与安全 51设计评述 52参考文献 53致谢 55附图第一章 总论1第一篇 液碱第一章 总论一、产品环保与安全51第二章 液碱的蒸发一、物料计算1.1 计算依据：（1）产品 200kt/a （折 100%NaOH）（2）年作业时间 7200 小时（3）原料碱：隔膜法电解工序来的碱液NaOH NaCl H2O 及其它 温度10% 15.5% 74.5% 90（4）三效蒸发器出来的成品碱NaOH NaCl H2O 及其它 44.7% 1% 54.3%（5）加热蒸汽压力：08MP（绝
4、）（6）末效二次蒸汽压力：0.0145MP（绝）（7）产量 200kt/a（折 100%NaOH） 20010001000/30024=27778kg/h（8）由于实际生产过程中，考虑浴度 8%，即Fa=27778（1+0.08）=30000 kg/h（10）13 效流程示意简图如下W1 H1 W2 H2 W3 H3F0Xa0t0D T HF1Xa1t1 F2Xa2t2 F3Xa3t3G1 D T G2 D2T2 G3 D3T3附图 2-1-1 流程示意简图 四川理工学院毕业设计521.2、总物料衡算1）以 30000kg/h100%NaOH 为计算基础在蒸发过程中由于碱液中的杂质比较少可以忽
5、略进行计算，洗水一般为 0.5Fa。进入蒸发系统的碱液量：F0=Fa/Xa0=30000/0.1=300000 kg/h则其中的： NaOH Fa= 3000000.1=30000 kg/hNaCl Fs= 3000000.155=46500 kg/hH2O Fw=300000（1-0.1-0.155）=223500 kg/h2）出蒸发系统的碱液量：F3=Fa/Xa3=30000/0.447=67114.0940 kg/h则其中的： NaOH 67114.09400.447=30000 kg/hNaCl 67114.09400.01=671.1409 kg/hH2O 67114.09400.5
6、43=36442.9530 kg/h3）总蒸发水量：W=FXw-Fa/Xa1Xw1+0.5Fa=202057.047kg/g4）总的析盐量为：Gs=F0Xso-Fa/Xa1Xs1=3000000.155-30000/0.4470.01=45828.8591 kg/h5）列出物料平衡表如 211：6）初步估计各效蒸发水量。三效逆流蒸发水量一般可设 1W1：W 2：W 3=1：1：1由于 W 1+W2+W3=W 解上述方程组得：W 1=W2=W3=67352.3490 kg/h环保与安全53表 211 物料平衡表 进 入 蒸 发 系 统 出 蒸 发 系 统NaOH 30000 NaOH 30000
7、NaCl 46500 NaCl 671.1409电解溶液H2O 223500碱液的量H2O 36442.9530蒸发水量 202057.0470洗涤水量15000 析盐量 45828.8591合计 315000 合计 3150001.3、各效的物料衡算1.3.1 第三效的物料衡算估算其碱液的浓度为：Xa 3=Fa/（F 0-W3）=30000/（300000-67352.349）=0.1298则可由下列关联式算出 NaOH 的浓度：由于其溶液的沸点75 ，则采用 1：Xs3=0.2613721-0.6894598Xa3-0.7948191Xa23+2.465996Xa33则 Xs 3=0.16
8、45由于在蒸发过程中 NaCl 在溶液中始终处于饱和状态，所以析盐量为：Gs3=Fa/Xa0Xs0-Fa/Xa3Xs3=30000/0.10.155-30000/0.12980.1645=8244.1860 kg/h核算碱液浓度： X L3=Fa/（F 0-W3-Gs3）=30000/（300000-67352.349-8244.186）=0.1337假设相对误差 Z=0.001，若X L3-Xa3 /Xa 3Z，则重新设 Xa3=XL3，代入上式复上述计算，直至误差在允许范围内为止，算得三效的浓度和析盐量。计算结果如表 2-1-2四川理工学院毕业设计54表 2-1-2 计算数据表由于0.00
9、070.001，所以 Xa 3=0.1354则 F 3=Fa/Xa3=30000/0.1354=221565.7312 kg/h即 Xw 3=（Fw 0-W3）/F 3=（223500-67352.349）=0.7047Xs3=1-0.1354-0.7047=0.1599表 2-1-3 第三效物料平衡表 进 入 蒸 发 系 统 出 蒸 发 系 统NaOH 30000NaOH 30000NaCl 35428.3604碱液的量 H2O 156137.3708NaCl 46500 蒸发水量 67352.6292电解溶液H2O 223500析盐量 11071.6396合计 300000 合计 3000
10、00其中： NaOH 221565.73120.1354=30000 kg/hXa30.129 0.1337 0.1350 0.1353Xs30.1645 0.1609 0.1599 0.1596Gs38244.1860 10396.7898 10966.6667 11111.9734XL3 0.1337 0.1350 0.1353 0.1354Z 0.036 0.009 0.002 0.0007环保与安全55NaCl 221565.73120.1599=35428.3604 kg/hH2O 221565.73120.7047=156137.3708 kg/h析盐量为：Gs 3=F0Xs0-F
11、3Xs3=3000000.155-221565.73120.1599=11071.6369 kg/h第三效的物料平衡如表 2-1-31.3.2、第二效进行物料衡算估算第二效的碱液的浓度为Xa2=Fa/（F 3-W2+15000）=30000/（221565.7312-67352.349+15000）=0.1773则可由下列关联式算出 NaOH 的浓度：由于其溶液的沸点75 ，则采用 1：Xs2=0.285252-0.8860123Xa2+0.228191Xa22+0.855736Xa23则 Xs 2=0.1401由于在蒸发过程中 NaCl 在溶液中始终处于饱和状态，所以析盐量为：Gs2=Fa/
12、Xa3Xs3-Fa/Xa2Xs2=30000/0.13540.1599-30000/0.17730.1401=11722.7766 kg/h核算碱液浓度： X L2=Fa/（F 3-W2-Gs2+W）=30000/（221565.7312-67352.349-8244.186+15000）=0.1905表 2-4 计算数据表四川理工学院毕业设计56假设相对误差 Z=0.001，若X L2-Xa2 /Xa 2Z，则重新设 Xa2=XL2，代入上式重复上述计算，直至误差在允许范围内为止，算得三效的浓度和析盐量。计算结果如下表 2-2-4由于 0.00050.001 ，则 Xa2=0.1958 Xs
13、2=0.127Gs2=15959.7861 kg/hF2=Fa/Xa2=30000/0.1958=153217.5689 kg/h其中 NaOH 153217.56890.1958=30000 kg/hNaCl 153217.56890.127=19458.6313 kg/hH2O 153217.56890.6772=103758.9377 kg/h则蒸发水量为：W2=Fw3-Fw2+15000=156137.3708-103758.9377+15000=67378.4331 kg/h对于第二效列物料平衡表 如表 2-1-5表 2-1-5 第二效物料平衡表 Xa20.1773 0.1905 0
14、.1943 0.1954 0.1957Xs20.1401 0.1307 0.1280 0.1272 0.1270Gs211722.7766 14845.6832 15665.1077 15899.1895 15959.7861XL2 0.1905 0.1943 0.1954 0.1957 0.1958Z 0.0745 0.0199 0.0057 0.0015 0.0005环保与安全57进 入 蒸 发 系 统 出 蒸 发 系 统NaOH 30000 NaOH 30000NaCl 35428.3604 NaCl 19458.6313电解溶液H2O 156137.3708碱液的量H2O 103578
15、.9337蒸发水量 67378.4331洗涤水量 15000 析盐量 15689.8431合计 236565.7312 合计 236565.73121.3.3、第一效作物料衡算进入蒸发器的物料：其中： NaOH 30000 kg/hNaCl 19458.6313 kg/hH2O 103578.9337 kg/h离开蒸发器的碱液：其中： NaOH 30000 kg/hNaCl 671.1409 kg/hH2O 36442.953 kg/h蒸发水量为：W3=103578.9337-36442.953=67135.9807 kg/h析盐量为：Gs3=19458.6313-671.1409=18787
16、.4904 kg/h第一效的物料平衡如表 2-1-6表 2-1-6 第一效物料平衡表 进 入 蒸 发 系 统 出 蒸 发 系 统NaOH 30000NaOH 30000NaCl 671.1409电解 NaCl 19458.6313碱液的量H2O 36442.9530四川理工学院毕业设计58蒸发水量 67135.9807溶液H2O 103578.9337 析盐量 18787.4904合计 153037.565 合计 153037.565二、温差损失计算2.1、估算各效二次蒸汽压力（温度）估算各效二次蒸汽压力、温度；选定加热蒸汽压力 P1=0.8MP（绝）和末效压力P3=0.0145MP（绝） ，
17、各效以等压差进行分配 2，即P=（P 1-P3）/3=0.2618MPP1=P 1- P=0.8-0.2618=0.5382MPP2=P 1- 2P=0.8-20.2618=0.2764MPP3=P 1-3P=0.8-30.2618=0.146MP根据化工原理 3查得P1=0.5382MP(绝) T 1=154.4 r 1=2104.8kJ/kgP2=0.2764MP(绝) T 2=130.4 r 2=2176.3kJ/ kgP3=0.0146MP(绝) T 3=52.7 r 3=2371.5kJ/kg2.2、溶液中因溶质浓度引起的温度损失常压下溶液的沸点升高为 2: 0=2.671111-3
18、9.64219X+445.4087X 2-448.1834X3二次蒸汽压力下沸点升高的修正系数为 2:f=0.0162(T+273) 2/R二次蒸汽压力下溶液沸点升高为 2:=f 0则 1=47.9环保与安全59 2=10.5 3=4.12.3、因溶液液柱静压引起温差损失因溶液液柱静压引起温差损失（ ）：蒸发器操作时，溶液常呈气液混合状态，密度比较小，理论计算结果往往偏高，故根据经验选用： 1 2 31.52.4、各效之间管路助力引起的温差损失由于各效之间管路助力引起的温差损失 1：一般每两效之间的损失可取为 12.5、各效溶液的沸点各效溶液的沸点 1：蒸发器内溶液的沸点等于蒸发室二次蒸汽温度
19、加上沸腾升高值，因此一效： t L=T1+ 1+ 1=203.80二效： t 2=T2+ 2+ 2=142.40三效： t 3=T3+ 3+ 3=57.50三、热量衡算在蒸发过程中，NaOH 溶液浓缩热、盐结晶析出热与盐泥带出热与总的热量消耗相比约为 1%左右，所以在计算时这部分热量作为热损失考虑。另外，料液带入热量为：（ Fa/X 0）Cp 0T0=（FaCp 0Cpw/X0Cpw）T 03.1、蒸发水量即 Fa/X0（kg）料液所含热量相当于 FaCp0/X0Cpw（kg）水所含热量，FaCp 0/X0Cpw称为料液的当量水量，下面进行热量衡算时以料液当量水量代替料液量，先不记热损失。对于
20、第一效进行热量衡算。进入蒸发器热量：新鲜蒸汽带入热量： D 0H0料液带进热量： （FaCp 0/X0Cpw-WL2-WL3+W）Cpwt L2Cpo、Cpw 分别为料液、水的定压比热容，kJ/（kg. ）Cpo、Cpw 查化工工艺手册 4分别为 4.062 kJ/（kg. ） 、4.220 kJ/（kg. ）出蒸发器的热量：四川理工学院毕业设计60二次蒸汽带出热量： W L1H1蒸汽冷凝水带出热量： D 0CPW T0出料液带出热量： （FaCp 0/X0Cpw-WL1-WL2-WL3+W）C pwtL3根据热量平衡，进入蒸发器的等于离开蒸发器的热量，则有：D0H0+（FaCp 0/X0Cp
21、w-WL2-WL3+W）Cpwt L2= WL1H1+ D0CPW T0+（FaCp 0/X0Cpw-WL1-WL2-WL3+W）C pwtL3则 WL1=D0（H 0-CPWT0）/（H-C PWtL1）+（FaCp 0/X0Cpw-WL2-WL3+W）Cpw（t L2-tL1）/（H-C PWtL1）令： （H 0-CPWT0）/（H 1-CPWtL1）= R D/R1 （t L2-tL1）/（H 1-CPWtL1）=N 1 同理： （H 1-CPWT1）/（H 2-CPWtL2）= R 1/R2（H 2-CPWT2）/（H 3-CPWtL3）= R 2/R3 （t L3-tL2）/（H
22、2-CPWtL2）=N 2（t L0-tL3）/（H 3-CPWtL3）=N 3考虑热损失，溶液浓缩热等都记入热损失中，故取热利用系数为 3=0.960.98：取经验值为 1= 2= 3=0.97一效蒸发水量为：WL1=D RD/R1 +（FaCp 0/X0Cpw-WL2-WL3+W）Cpw N 1 1同理二、三效蒸发水量为：WL2= WL1R1/R2 +（FaCp 0/X0Cpw-WL3+W）Cpw N 2 2WL3= WL2R2/R3 +（FaCp 0/X0Cpw）Cpw N 3 3由于 R D/R1=2052.7/2104.8=0.9752 R1/R2=2104.8/2176.3=0.9
23、671R2/R3=2176.3/2371.5=0.9177N1 =（142.4-203.8）/2104.8=-0.02917N2=（57.5-142.4）/2176.3=-0.039N3=（90-57.5）/2371.5=-0.0137将其数代入前面的式子得：WL1=0.9752D+（288767.7725-W L2-WL3+15000）Cpw N 1 1WL2= WL1R1/R2 +（FaCp 0/X0Cpw-WL3+W）Cpw N 2 2环保与安全61WL3= WL2R2/R3 +（FaCp 0/X0Cpw）Cpw N 3 3解之上述方程组的： D=124373.4212kg/hWL1=9
24、4563.5597kg/hWL2=49889.0334kg/hWL3=60604.4539kg/h3.2、总的有效温差及其在各效的分配1）总有效温差等于新鲜蒸汽与三效二次蒸汽的温差与总的温差损失之差，即t=T-T K-=170.4-52.7-62.5-4.5-3=47.72）各效传热量：一效： Q 1=D0.R0 =124373.42122052.7=70917033.8W二效： Q 2=WL1.R1=94563.55972104.8=55288166.24W三效： Q3=WL2.R2=49889.03342176.3=30159306.5W3）有效在各效中的分配，蒸发器的传热系数取经验数据
25、2：K1=4610W/（m 2K） K 2=3210W/（m 2K） K 3=2760W/（m 2K）由于 t=Q 1/K1A1+Q2/K2A2+Q3/K3A3由于在三效逆流过程中三效的传热面积比其为 2：0.38：1：1设 A3=A 则有 A2=A、A 1=0.38A则 t=（Q 1/0.38K1+Q2/K2+Q3/K3）/A解之得： t 1=28.7 t 2=11.6 t 3=7.44）各效溶液的沸点及各效的二次蒸汽温度 1。效溶液沸点： t 1=T0-t 1=141.7效二次蒸汽温度： T 1=t 1-=92.3效溶液沸点： t 2=T 1-1-t 2=79.7效二次蒸汽温度： T 2=
26、t 2-=67.7效溶液沸点： t 3=T2-1-t 3=59.4相应的二次蒸汽压强查化工原理得PL1=0.7648MPa P L2=0.02821MPa四川理工学院毕业设计62由于第三效的二次蒸汽的压力知为 0.0145MP，温度为 53.7误差条件 1：P L1-P 1 /P 1Z 1所以进行重新计算.则重新设 P1=P l1, P 2=P l2, W1=Wl1,W2=Wl2, W3=WL3代入前面式开始重复上述计算，直至误差全部在允许范围内为止。四、迭代计算4.1、 第一次迭代计算4.1.1、 物料衡算1）第三效的物料衡算估算其碱液的浓度为：Xa =Fa/（F 0-W3）=30000/（
27、300000-60604.4539）=0.1253则可由下列关联式算出 NaOH 的浓度：由于其溶液的沸点75 ，则采用：Xs3=0.2613721-0.6894598Xa3-0.7948191Xa32+2.465996Xa33则 Xs =0.1674由于在蒸发过程中 NaCl 在溶液中始终处于饱和状态，所以析盐量为：Gs =Fa/Xa Xs -Fa/Xa Xs=30000/0.10.155-30000/0.12530.1674=6420.1915kg/h核算碱液浓度： X L =Fa/（F -W -Gs ）=30000/（300000-60604.4539-6420.1915）=0.1288
28、假设相对误差 Z=0.001，若X L -Xa /Xa Z，则重新设 Xa =XL ，代入上式重复上述计算，直至误差在允许范围内为止。计算结果如表 2-4-1表 2-4-1 计算数据表环保与安全63由于 0.000770.001，所以 Xa 3=0.1300则 F 3=Fa/Xa3=30000/0.13=230769.2308 kg/h即 Xs 3=0.1637Gs3=8723.077 kg/hXw3=01-0.13-0.1637=0.7063其中： NaOH 230769.23080.1300=30000 kg/hNaCl 230769.23080.1637=37776.9231 kg/hH
29、2O 230769.23080.7063=162992.3077 kg/h析盐量为：Gs 3=8723.077 kg/h蒸发水量为： W 3=223500-162992.3077=60507.6923 kg/h第三效的物料平衡如表 2-4-2表 2-4-2 第三效物料平衡表 进 入 蒸 发 系 统 出 蒸 发 系 统NaOH 30000NaOH 30000NaCl 37776.923碱液的量H2O 162992.3077电解溶液NaCl 46500蒸发 60507.6923Xa3 0.1253 0.1288 0.1297 0.1300Xs3 0.1674 0.1647 0.1640 0.163
30、7Gs3 6420.1915 8138.1988 8566.3069 8723.0770XL3 0.1288 0.1297 0.1300 0.1301Z 0.028 0.0069 0.002 0.00077四川理工学院毕业设计64水量H2O 223500 析盐量 8723.077合计 315000 合计 3150002）第二效的物料衡算估算第二效的碱液的浓度为Xa2=Fa/（F 3-W2+15000）=30000/（230769.2308-49889.0334+15000）=0.1532则可由下列关联式算出 NaOH 的浓度：由于其溶液的沸点75 ，则采用：Xs2=0.285252-0.886
31、0123Xa2+0.228191Xa22+0.855736Xa23则 Xs 2=0.1579由于在蒸发过程中 NaCl 在溶液中始终处于饱和状态，所以析盐量为：Gs2=Fa/Xa3Xs3-Fa/Xa2Xs2=30000/0.130.1637-30000/0.15320.1579=6858.5575kg/h核算碱液浓度： XL 2=Fa/（F 3-W2-Gs2+W）= 0156.75.349-8.16+50=0.1587假设相对误差 Z=0.001，若XL 2-Xa2 /Xa 2Z，则重新设 Xa2=XL2，代入上式重复上述计算，直至误差在允许范围内为止，算得三效的浓度和析盐量。计算结果如下表一
32、表 2-4-3 计算数据数据表环保与安全65由于 0.00060.001 ，则 Xa2=0.1607 Xs2=0.1523Gs2=9345.0624 kg/hF2=Fa/Xa2=30000/0.1958=186683.2607 kg/h其中： NaOH 186683.26070.1607=30000 kg/hNaCl 186683.26070.1523=28431.8606 kg/hH2O 186683.26070.687=128251.4001 kg/h表 2-4-4 第二效物料平衡表 进 入 蒸 发 系 统 出 蒸 发 系 统NaOH 30000 NaOH 30000NaCl 35428.
33、3604 NaCl 28431.8606电解溶液H2O 156137.3708碱液的量H2O 128251.4001蒸发水量 42885.9707洗涤水量15000 析盐量 9345.0624合计 236565.2308 合计 245769.2308则蒸发水量为：W2=Fw3-Fw2+15000 =156137.3708-128251.4001+15000=42885.9707 kg/h对于第二效列物料平衡如表 2-4-3：3）第一效作物料衡算进入蒸发器的物料：Xa 0.1532 0.1587 0.1603 0.1607Xs 0.1579 0.1538 0.1526 0.1523Gs 6858
34、.5575 8703.1990 9217.971 9345.6024XL 0.1587 0.1603 0.1607 0.1608Z 0.0359 0.01 0.002 0.0006四川理工学院毕业设计66其中： NaOH 30000 kg/hNaCl 28431.8606 kg/hH2O 128251.4001 kg/h离开蒸发器的碱液：其中： NaOH 30000 kg/hNaCl 671.1409 kg/hH2O 36442.953 kg/h蒸发水量为：W3=128251.4001-36442.953=91808.4471 kg/h析盐量为：Gs3=28431.8606-671.1409=
35、27760.7197 kg/h表 2-4-5 第一效物料平衡表 进 入 蒸 发 系 统 出 蒸 发 系 统NaOH 30000NaOH 30000NaCl 671.1409碱液的量H2O 36442.1530NaCl 28431.8606蒸发水量 91808.447碱液溶液H2O 128251.4001 析盐量 27760.7197合计 186683.2607 合计 186683.2607第一效的物料平衡如表 2-4-5：4.1.2、 温差损失计算1）估算各效二次蒸汽压力、温度估算各效二次蒸汽压力、温度；选定加热蒸汽压力 P1=0.8MP（绝）和末效压力P3=0.0145MP（绝） ，由于P1
36、=0.07649MPP2=0.02821MP环保与安全67P3=0.0145MP根据化工原理查得P1=0.07649MP(绝) T 1=92.3 r 1=2277.7 kJ/kgP2=0.02821MP(绝) T 2=67.7 r 2=2337.1 kJ/ kgP3=0.0145MP(绝) T 3=53.7 r 3=2371.9 kJ/kg2）溶液中因溶质浓度引起的温度损失常压下溶液的沸点升高为: 0=2.671111-39.64219X+445.4087X 2-448.1834X3二次蒸汽压力下沸点升高的修正系数为:f=0.0162(T+273) 2/R二次蒸汽压力下溶液沸点升高为:=f 0
37、则 1=32.2 2=4.7 3=3.03）因溶液液柱静压引起温差损失因溶液液柱静压引起温差损失（ ）：蒸发器操作时，溶液常呈气液混合状态，密度比较小，理论计算结果往往偏高，故根据经验选用： 1 2 31.54）由于各效之间管路阻力引起的温差损失由于各效之间管路助力引起的温差损失：一般每两效之间的损失可取为 15）各效溶液的沸点各效溶液的沸点：蒸发器内溶液的沸点等于蒸发室二次蒸汽温度加上沸腾升高值，因此一效： t L=T1+ 1+ 1=126.0二效： t 2=T2+ 2+ 2=75.1三效： t 3=T3+ 3+ 3=57.24.1.3、热量衡算在蒸发过程中，NaOH 溶液浓缩热、盐结晶析出
38、热与盐泥带出热与总的热量消耗相四川理工学院毕业设计68比约为 1%左右，所以在计算时这部分热量作为热损失考虑。另外，料液带入热量为：（ Fa/X 0）Cp 0T0=（FaCp 0Cpw/X0Cpw）T 01、蒸发水量：即 Fa/X0（kg）料液所含热量相当于 FaCp0/X0Cpw（kg）水所含热量，FaCp 0/X0Cpw称为料液的当量水量，下面进行热量衡算时以料液当量水量代替料液量，先不记热损失。对于第一效进行热量衡算。进入蒸发器热量新鲜蒸汽带入热量： D 0H0料液带进热量： （FaCp 0/X0Cpw-WL2-WL3+W）Cpwt L2Cpo、Cpw 分别为料液、水的定压比热容，kJ/
39、（kg. ）Cpo、Cpw 查化工工艺手册分别为 4.062 kJ/（kg. ） 、4.220 kJ/（kg. ）出蒸发器的热量二次蒸汽带出热量： W L1H1蒸汽冷凝水带出热量： D 0CPW T0出料液带出热量： （FaCp 0/X0Cpw-WL1-WL2-WL3+W）C pwtL3根据热量平衡，进入蒸发器的等于离开蒸发器的热量则有D0H0+（FaCp 0/X0Cpw-WL2-WL3+W）Cpwt L2= WL1H1+ D0CPW T0+（FaCp 0/X0Cpw-WL1-WL2-WL3+W）C pwtL3则 WL1=D0（H 0-CPWT0）/（H-C PWtL1）+（FaCp 0/X0
40、Cpw-WL2-WL3+W）Cpw（t L2-tL1）/（H-CPWtL1）令： （H 0-CPWT0）/（H 1-CPWtL1）= R D/R1 （t L2-tL1）/（H 1-CPWtL1）=N 1 同理： （H 1-CPWT1）/（H 2-CPWtL2）= R 1/R2（H 2-CPWT2）/（H 3-CPWtL3）= R 2/R3 （t L3-tL2）/（H 2-CPWtL2）=N 2（t L0-tL3）/（H 3-CPWtL3）=N 3考虑热损失，溶液浓缩热等都记入热损失中，故取热利用系数为 ：一效蒸发水量为：环保与安全69WL1=D RD/R1 +（FaCp 0/X0Cpw-WL2
41、-WL3+W）Cpw N 1 1同理二、三效蒸发水量为WL2= WL1R1/R2 +（FaCp 0/X0Cpw-WL3+W）Cpw N 2 2WL3= WL2R2/R3 +（FaCp 0/X0Cpw）Cpw N 3 3由于 R D/R1=2052.7/2277.7=0.9012 R1/R2=2277.7/2377.1=0.9746R2/R3=2337.1/2371.9=0.9853N1 =（75.1-126）/2277.7=-0.022N2=（57.2-75.1）/2337.1=-0.0077N3=（90-57.2）/2371.9=-0.0138将其数代入前面的式子得：WL1=RD/R1D+（
42、FaCp 0/X0Cpw-WL2-WL3+W）Cpw N 1 1WL2= WL1R1/R2 +（FaCp 0/X0Cpw-WL3+W）Cpw N 2 2WL3= WL2R2/R3 +（FaCp 0/X0Cpw）Cpw N 3 3解之上述方程组的： D=82068.8259 kg/hWL1=70198.8429 kg/hWL2=59081.3017 kg/hWL3=72776.9025 kg/h2、总的有效温差及其在各效的分配1）总有效温差等于新鲜蒸汽与三效二次蒸汽的温差与总的温差损失之差，即t=T-T K-=170.4-53.7-39.9-4.5-3=69.3各效传热量：一效： Q 1=D0.
43、R0=82068.82592052.7=46975188.59W二效： Q 2=WL1.R1=70198.84292277.7=44414417.91W三效： Q3=WL2.R2=59081.30172337.1=38355252.83W2）有效在各效中的分配，蒸发器的传热系数取经验数据：K1=4610W/（m 2K） K 2=3210W/（m 2K） K 3=2760W/（m 2K）四川理工学院毕业设计70由于 t=Q 1/K1A1+Q2/K2A2+Q3/K3A3由于在三效逆流过程中三效的传热面积比其为：0.38：1：1设 A3=A 则有 A2=A、A 1=0.38A则 t=（Q 1/0.3
44、8K1+Q2/K2+Q3/K3）/A同上解之得： t 1=34.5 t 2=17.9 t 3=17.93）各效溶液的沸点及各效的二次蒸汽温度。一效溶液沸点： t 1=T0-t 1=135.9一效二次蒸汽温度： T 1=t 1-=102.2二效溶液沸点： t 2=T 1-1-t 2=83.3二效二次蒸汽温度： T 2=t 2-=77.1三效溶液沸点： t 3=T2-1-t 3=58.2相应的二次蒸汽压强查化工原理得PL1=0.109918MPa P L2=0.042259MPa由于第三效的二次蒸汽的压力知为 0.0145MP，温度为 53.7误差条件：P L1-P 1 /P 1Z 1所以进行重新计
