无水硫酸钠多效蒸发工艺计算Word文档格式.docx

无水硫酸钠多效蒸发工艺计算Word文档格式.docx

《无水硫酸钠多效蒸发工艺计算Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无水硫酸钠多效蒸发工艺计算Word文档格式.docx（29页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

通过解联　立方程式可以比较准确地算出所需要的工艺　数据，从而避免了为简化工艺计算假设许多　工艺条件，使计算结果与实际差距较大的弊　

端。

Ａ１Ａ２Ａ３Ａ?

．　　．．——各效增稠后蓉浮掖量（斤）公　

Ｂ－－离心后湿硝量（叠斤）　

２．离心母液温度等于末效沸点，其余　热量作为分离过程热损耗。

　３．蒸发热损失前两效分别撩各教加热　蒸汽热量２计算，后两效分别按．　１％计。

查得数据：

该方法简单明了容易掌握，把工艺计算　变成了一个解联立方程的过程。

若有条件将　

组联立方程输入计算机则可以很快算出各　

种给定条件下的结果。

这对优化工艺设计和　指导改进生产是十分有利的。

下面以硫酸钠　多效蒸发为例，列出工艺计算的主要过程和　

结果。

１．无水硫酸钠２＇５￣Ｃ热容量为３．５　Ｏ４卡／

克分子?

℃　

（１５）１＝０　

’　

２ａＳ．．Ｎ　Ｏ结晶热为１．千卡／斤　１２公

＝，计算基准　１．按１０公斤１０Ｎ８Ｓ　０００％　Ｏ‘（以重　２

量％计，以下同）为计算基准　

在以上相屙条件下分别计算了四效　三　效及双效蒸发的蒸发量，蒸　赣和传热面　

积等主要工艺参数，并作技术经济对比。

现　仅列出四效具体计算。

　三、四效薰发工艺计算　

２．热量平衡以０℃为计算基准　给定条件ｔ　

１产量：

Ｉ万吨／．罕　２滞礤藏中Ｎ‘￥ａ＝２　．　Ｏ　　８３怼硝古水ｅ．　４离心母注古ＮｌＳ４＝３　．｜Ｏ　％５５增稠后蠹浮藏奇Ｎ‘Ｓ　?

７　：

｜Ｏ?

０（宴蔼）　（实蔼）　（麦蔼）　（控矗）　

工艺流程图如图ｌ　（蒸发量的计算　一）

１０公斤产品硫酸钠需蒸发水分和清硝　００

液需用量计算如表１。

６－首城加热燕　压力：

●　／ｍｚｋ，　￣ｒ．幕教＝欢藏＾压力：

２Ｅ／ｍ’　ｔ，ｃ　

（蠢压）　（蕾压）　

（总有效温度整的诗舞　二）

１．总温度差（见表２）　

．　

笫５期　

先

图１四效蒸发器Ｉ艺流福圈　　

１，２，８－４——丹别为ｌ～‘散蒸发器５，８，７．８——分剐为１～Ｉ散增稠器　

袁１　

名　称　

Ｌ　

２．各效温度损失（表３）见　

代　

’　

号　

替　

式　

计算塘幂　（替斤）　

３７．３５Ｉ４　

说嚼：

１）｛审升高备敢相差　太，均取舟８‘　溶｜ｉ点Ｃ。

清

硝

藏　

Ｓ　

ｘ￣／?

Ｂａｏｏ２　

‘）擞蒸汽管路损失蔑蔫量宣用蒜祖度损失每散取　２二

２‘　Ｃ。

舟育后置硝　

薰盎木分　

Ｂ　

Ｗ　

Ｉ￣／?

４ｏｏｏ９　

Ｓ－　Ｂ

１６－　９３８

‘静压强射起的沸点开高计算值此椿藏在加膏宣的８）｝ｌ　韫升（睁过热度）大（别是兰，四散太的褪参）．实　舞特际生产中静藏盈度布可能选蓟曲●压强计葬曲棒点，所以　

裹２　

名　荐　矗对压力　温　度　茸蔓度差　

授聪过热度目趋舳墨度捐吏计算■可，Ｉ理墒宴荫加热主上　

下花板■誉一麓不超过４’Ｃ．蘸一度抿失取其平均事为　

２’　Ｃ。

首散加热燕＾　４ｋｆ￣　ｇ／ｍ　柬散＝擞蒸汽　ｏ２ｇ，ｍ　．ｋｆｔ

ｌ２９Ｃ４．’　５．‘　９Ｃ　

３．总有效温度差　

８．’　３２Ｃ＝厶ｔ　２Ｃ一２’＝８．‘６Ｃ＝５２Ｃ　．‘　

袁３　

项　目　每散损完　

ｌ　

（）效沸点估算　三各各效按等温度差分配计算过程ｌ结果如　及表４（包括有关热力学羲据）　。

四散共揖先　

藩蒗靠点升高　

＝擞蒜汽管蘑捐失　落｝热度损失　瞳过总温度损失　Ｉ　

８‘　Ｃ

２’　Ｃ２‘　Ｃ

Ｉ’　２Ｃ

８’　Ｃ８‘　Ｃ２’６Ｃ　

（）硝液、母液及增搿后悬浮液比热　四清计算　可认为溶液的比热和所含溶质的浓度呈　

加成关系。

Ｃ＝Ｃ’（１一Ｘ　

Ｃ一蒋藏的比热　Ｃ?

藩捆的比热　一

＋Ｃｄ　０　

‘—　ｒ一”　

土

Ａ＝Ａ－＋Ａ　４＋Ａ，＋Ａ?

＝Ｂ＋Ｍ　

Ｏｆ＝ＯｊＭ＋ｎ９Ｂ　．Ａ．５．‘

１９燕　９０

（９）　（１　Ｏ）

表４　

由各效热平衡列出：

Ｄｓ，ｘＳｗＩ等　ｗ　．ｒ　８５ｌＩ＋９￣　＝－Ｄ０１

＋０４ｔＡｆ．５ｌ　

（１　１）

。

ＢＩⅢ５ｗＩ昔×

１｛．ｗｆｇｉ　喝ｚｔ＋Ｉ２　Ｉ．ｗ

＋０４ｔＡ｛?

５ｔ　（１　２）

９２８５｜ＷＩ＋×

１ｗｗｒ×

０＝　普Ｉ２｛】　　ｓ．　

＋ｏ４ｔＡ　．５３（１　３）

９ｔｔ＋０７×

５ｓ＋０７　．＝－　百８?

９￣Ｉ　８Ⅱｌ?

２七ＭｗＩＪ５ｌ２　

×

１?

Ｗ?

．ｔＡ?

１２＋Ⅱ　?

　Ｃｒ一瓣质的出热　Ｘ。

溶质的独虞（重量百分出）一　Ｃ?

　ｔｌ千卡，斤‘甚Ｃ　（１　４）

式中：

，ｒ，¨

ｒ为备教加热蠢　潜热　　ｌ　｜

Ｉ，Ｉ，ｈ，Ｉ为备教＝欢蠢汽热婚。

１Ｉ?

以上十四个方程式职立求解计算结果汇　

总于表５。

表５　

生产奠力　

Ｃ　

笋＝Ｊ４十吁Ｃ一０１ｆ，‘　４　　２

千卡／斤?

Ｃ甚’　

故：

Ｃ清＝（１—０２．８）ｘｌ＋Ｄ２４×

０２　０７　　?

１４　８ｏ?

　Ｂ

ＮｉＳ计　１万吨，　５万吨，　２０‘年‘年’

１０盐斤　００

Ｃ母＝（１—０３　５）×

ｌ＋Ⅱ２４ｏ?

１４×

Ｄ３＝０？

５?

５　２　Ｊ

ｆ　，替　?

Ｃ　　

Ｃｔ＝（１—０ｉ）×

ｌ＋０２４ｘ０７＝０４　．?

】４　?

?

　５

Ｄ　

疆　＾　吨时　时／　小

千　／替　?

Ｃ‘　

１５１　．１

５５　

（蒸汽消耗量计算　五）已知量｝ＳＷ，Ｂ，　

未知量ｔ　Ｄ，Ｗｌ，Ｗ２Ｗ３Ⅵ，，　

，，，Ｓ２Ｓ，Ｓ，Ａ１Ａ”Ａ３Ａ?

Ｍ　，３‘

．

Ｗｉ　Ｗｔ　ＷＩ　６６Ｂ　３．１

１２０，０　１Ｄ１　?

９０９１．１　Ｅ５ｇ　４．３０８５．７　

６０５?

‘　６０３?

９　‘５６?

５　４３Ｔ?

６　

Ｓ，ｌ　

Ｗ－　

Ｍ　

Ａ　

７０４　２．８

ＩＩ７．６　

２．ｅ　Ｂ口

５８　?

４

Ｉ３５４?

共有十四个未知数，按工艺流程图列出　十四个物料及热量平衡方程式，由各效物料　

平衡列出下式。

Ｓｉ＝ＷＪ＋＾Ｊ　Ｓ＝Ｗ２＋Ａ　　２２　Ｓ３　ｔＷ，　＋Ａ３　Ｓ－＝Ｗ　＋Ａ　一Ｍ　４（１）　（２）　（８）　（毒）　

Ａｊ　Ａｌ　

５５７　０．６

０Ｂ６．Ｏ　．０日９．７　

‘０　．　３３‘　?

０

Ａ｜　

Ａ－　

０６７?

０　

Ｏ．７钉　

３０　?

３?

８Ｂ　

Ｓ１　

Ｓ２　

ｌ５．　２７４

２．Ｉ　０２

１６８．９　

１?

Ｂ　０　０

８?

　４

Ｓ３　　Ｓ?

ｇ５２４．　８Ｉｅ　０?

２

ｌ５９?

１　Ｄ４ｌ?

８　

７５　．　Ｄ２４　．２

由各效硫酸钠平衡列出：

０。

Ｓ　０７１．８ｌ　Ａ　ＪＯ２Ｓ．８ｌ；

０７　　ＡｌＪ０ｚ￥．Ｂ３＝Ｏ１３　Ａ　ｏ　０２５．．Ｍ＝０７４．８＋０轴　Ａ　ｏ（５）　（ｅ）　（）　　（８）　

吨。

往：

雌年按Ｓ０生产日计葬。

ｌ万吨，０暑年基模每小　

时生产奠力为１６．吨。

５万嚏，檀曩●毒时生产ｔ出为日年　

，　

由分离工序物料平衡可列出；

（）热面积计算　六传

第５期　

３　１

为制造方便，各效传热面积取等值，由　传热方程式Ｑ＝ＫＦＡｔ出；

得　

Ａｔ△ｔｌ：

２：

Ａｔ３：

△　＝　

．　

四，多效蒸发技术经济比较　

按照四效蒸发工艺计算方法，在尽可能　相同工艺条件下对三效、双效蒸发工艺进行　同样的计算，并与四效进行对比（见表７）。

　计算基准为单位时间内无水硫酸钠的产量。

表７多效蒸发技术经济对比　　

Ｑ１．Ｑ　．Ｑ　Ｑ　３．

’　。

　’　

按每小时生产一吨ＮａＳ　Ｏ．计算各效Ｑ　值，由经验数据取Ｋ值则可求出△ｔ和传热面　积Ｆ，其过程和结果列于表６。

表６　

项　目　单位　１效　２效　８效　４效　　

萎１　目Ｉ　四『Ｉ效藿项　单位｝三双　效效

公斤，产品　聘吨汽，木　吨

０．目５　Ｏ．　７３

各效加热　盛斤／时　日４４　５．　６６６　５９５　小４?

７７５６　ａ．１６．２４燕汽量　加热燕汽　潜热　｜强　５０３　５１３．　５１　】．　５－　５８８２５．

１／吨时　地木，汽　吨

皿ｌ　

２Ｂ　２１　．５—６

２３?

２　１９?

　８

Ｏ　

Ｋ　

千卡／小时　４ｌ６　９７７４０　１３８８９３６８　　０　ａ４Ｉ　３３３５

千卡／０　１０　１０　】０　米?

　Ⅱ２０３１０

小时　

１３　　１?

５．５７１　

１０　　　Ｄ０

ＯＫ　ｔ

△ｔ　。

Ｃ　

３　　　３?

ｅ１．２１．２７．４Ⅱ６　１８Ｄ３３　ａ４３　

】．７】２　】４　ｌ５４５９　４．　３－４５３．　

燕汽耗量　

单台传热面积　

吨ｔ小时　

来０　

１５　】８　．１．５　７

３．２】６　７１　３．８

Ｆ（１窖　０　／Ｊ

小时）　

米ｊ　

米　米０　

２．２．　２．３２３２３２２?

　　　３Ｚ

３１３．　３１　．　　１　．　７３１　．　

１０自　簋持热面朝　．，／时　总传热面积比　

米　

】８４　．４４．８５０　９２

１　

１Ｔ３?

Ｆ１（ｉ万吨，　年）　Ｆ；

（５万吨／　年）　

蔫曼强崖　叠斤永ｔ　２ｏ０２２　７０　４．２米ｌ小时Ｉ?

１５６８．　】５６１５６８．　】５６８．　８．　

薹＾耗量　

１／吨时　单台恃热面荦　｛

吨／，Ａ时

Ｊ．５　５７　

Ｉ８．　１５Ｂ

１．８２７　

ｌ７３　

以上仅列出十四个方程式解得十四个未　

知数，若进一步探讨给定条件的变化规律，　可再设其它未知数，多列几个方程式求解。

　比如各效沸点和二次蒸汽温度是按等温差分　配计算的，实际生产中不可能是等温差的，而　Ｍ　为求得准确沸点需要多列四个方程式。

再如　

总持热面积　

ｌ２４７．　　４

２３７　

五、站论　

通过实例计算，不仅看到了随着效数增　加，汽耗下降，传热面积增大和设备投资增　）等利弊，也对比了不同效数的有效温度　１Ⅱ差，蒸发器热经济性，蒸发强度等主要技术　经济参数。

还计算出各效的＝次蒸汽量、完　成液量和给料量等中间参数。

尤其是扩大或　变更未知条件，对联立方程代入不同的给定　条件，计算出且组数据后，便可定量的描述　工艺过程的每个环节，准确地把握、指导和　改进工艺设备及操作。

这些计算，特别是在　

各效完成液中主成份含量也不会是相等的，　通过列方程也可求得各效主成份含量，只是　方程多了，联解麻烦。

通过计算可以看到各　敖的沸点，二次蒸汽温度和完成渡中主成份　

含量是受蒸发器特征（热面积、传热系数）传　

和两个端点温度（由生蒸汽压力和末效真空　度来决定）控制的。

这是根据生产条件自动　调节、而不能任意指定。

为了简化计算需要　假定或取经验数据时更要明白其内在的制约　关系。

生产第一线，通过现有生产装置有针对性的　

反复计算和多次实践，对提高生产能力是很　

有实际益处的。

1本文由lzhly1010贡献

１）｛审升高备敢相差　太，均取舟８‘　溶｜ｉ