KNO3水溶液三效并流加料蒸发实验设计说明书(4)

2019-01-19 12:29

?D2r2t1?t2??W2??2??(Fc?Wc)p01pw?r???r2?2??W1r2t1?t2????2??(Fc?Wc)p01pw?r? r???? ②

22?1???2177.3?2230.2W?4.183W132.86?112.93?1?(10347.22?3.51)2230.2???0.9404W1?307.29 对于第Ⅲ效,同理可得

W??D3r3t2?t3?3??3??r?(Fc?Wc?Wc?3?p01pw2pw)r3??????W2r3t2?t3?3????r?(Fcp0?W1cpw?W2cpw)3?r3??? ?1???2230.2?2354.9w.183W112.93?63.76?2?(10347.22?3.5?41?4.183W2)2354.9????0.0873W1?0.8599W2?756.17 又因为W1?W2?W3?6898.15kg/h ④ 联解上面①②③④式,可得

W1?2092.78kg/h

W2?2275.34kg/hW

3?2530.03kg/hD1?3008.94kg/h4.5蒸发器传热面积的估算

SQii?KΔt iiQ1?D1r1?3008.94?2138.5?103/3600?1.7874?106W

?t1?T1?t1?143.4?132.86?10.54℃

SQ11.7874?1061?Kt??84.79m2

1?12000?10.54Q2?W1r1??2092.78?2177.3?103/3600?1.2657?106W

10

?t2?T2?t2?T1??t2?130.5?112.93?18.12℃

Q21.2657?106S2???69.85m2

K2?t21000?18.12Q3?W2r2??2275.34?2231.0?103/3600?1.4105?106W

?t3?T3?t3?T2??t3?110.47?63.76?46.71℃

Q31.4105?106S3???60.39m2

K3?t3500?46.71误差为1?SMIN60.39?1??0.29?0.05,误差较大,应调整各效的有效温度差,重复SMAX84.79上述计算过程,使三个蒸发器的传热面积尽量相等。

4.6有效温度的再分配

S?S1?t1?S2?t2?S3?t384.79?10.54?69.85?18.12?60.39?46.71??66.08m2

10.54?18.12?46.71??t重新分配有效温度差,可得

S184.79?t1??10.54?13.52℃ S66.08S69.85?t?2?2?t2??18.12?19.15℃

S66.08S360.39?t???t??46.71?42.69℃ 33S66.08???t14.7重复上述计算步骤 4.7.1计算各效料液

由所求得的各效蒸发量,可求各效料液的浓度,即

x1?Fx010347.22?0.15??0.188 F?W110347.22?2092.78Fx010347.22?0.15??0.260

F?W1?W210347.22?2092.78?2275.34x2? x3?0.4 5

11

4.7.2计算各效料液的温度

因末效完成液浓度和二次蒸气压力均不变,各种温度差损失可视为恒定,故末效溶液的温度仍为63.76℃,

t3?63.76℃

则第Ⅲ效加热蒸汽的温度(也即第Ⅱ效料液二次蒸气温度)为

??63.76?42.69?106.45℃T3?T2??t3??t3

??2246在此温度下汽化潜热r2.66kJ/kg 用公式 ???f??a 再次对料液温度进行估算

0.0162?(106.45?273)2??2?f??a?(102.3?100)?2.39℃

2246.66 不计液柱静压力及流动阻力而引起的温度差损失,故第Ⅱ效料液的温度为

.45?2.39?108.84℃ 2?106 t2?T2???? 同理

T1??t2???t2?108.84?19.15?132.08℃

在此温度下汽化潜热:

.65kJ/kg r1??21710.01162?(132.08?273)2??f??a??1??101.5?100??1.84℃2171.65

??132.08?1.84?133.92℃t1?T1???1

由于不考虑液柱静压和流动阻力对沸点的影响,且溶液温差损失变化不大,故有效总温差不变,即

12

??t?13.52?19.15?42.69?75.36℃

温度差重新分配后各效温度情况列于下表:

表4-2 三效蒸发器各效的温度

效次 加热蒸汽温度,?C

有效温度差,?C 料液温度,?C

Ⅰ T1=143.4

Ⅱ T'1=132

Ⅲ T'2=106.

??13.52?t1t=133.9 ?t11?9.3??19.15?t2t2=108.

??42.69?t3t3=63.76

4.7.3各效的热量衡算

效次 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ti?,?C

ri?,?C

132.08 2171.65

106.45 2246.6

60.1 2354.9

第Ⅰ效

?D1r1t0?t1??W1??1??Fcp0?r??r1??1?.580?133.92??2138?1??D1?10347.22?3.5?? ①

.652171.65??2171?0.9847D1?899.19 第Ⅱ效

?D2r2t1?t2???W2??2??(Fcp0?W1cpw)r2???r2???W1r2t1?t2????2??(Fc?Wc)p01pw?r??r2??2?.65133.92?108.89??2171?1??W1?(10347.22?3.5?4.183W1)?.662246.66?2246??0.8200W1?403.47

13

第Ⅲ效

?D3r3t2?t3???W3??3??(Fcp0?W1cpw?W2cpw)r3???r3???W2r3t2?t3????3??(Fc?Wc?Wc)p01pw2pw?r?r3???3?.66108.89?63.76??2246?1??w2?(10347.22?3.5?4.183W1?4.183W2)?.92354.9?2354???0.0802W1?0.8739W2?694.04 又因为

W1?W2?W3?6898.15kg/h ④

联解上面①②③④式得

W1?2060.70kg/hW2?2299.31kg/hW3?2538.14kg/hD1?3005.88kg/h 与第一次计算结果比较,其相对误差为

1?1?1?2060.70?0.01422090.352299.31?0.0001

2299.382538.14?0.01182508.42计算相对误差均在0.05以下,故各效蒸发量的计算结果合理。其各效溶液无明显变化,不需要重新计算。

4.7.4 蒸发器传热面积的计算

Si?Qi KiΔtiQ1?D1r1?3005.88?2138.5?103/3600?1.7856?106W

??13.52℃ ?t1

14


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