在精盐制备的盐卤蒸发器得到应用，由于粒子的循环解决了流体不能在高速下 操作的限制，并减低了粒子的用量，在蒸发器中较少的粒子就等对垂直管内汽液固三相流动沸腾传热进行了研究，并进步考察了粒子对 蒸发器结晶压降和能在年代又开发了外循环流化床换热器。后又得到 李修伦 后经等及还以饱和硫酸钙溶液为工质，对流化床 沫器以除去液沫，排出 的蒸汽如不再利用，应将其在冷凝器中加以冷凝。 本次设计使用的是种较为新型的换热器，流化床蒸发器。世纪年代初，研 究者利用流化床技术开发了液固流化床换热器，用来强化传热与防除垢，取得了明 显的效果。荷兰德国先后将流化床换热器应用于海水淡化地热利用及废水处理。 后经等及汽液固三相循环流化床蒸发装置最大的优点是它具有良好的抗结垢性能，和其 他蒸发装置相比，对不同物料能够延长清洗周期倍，总传热系数提高 由于结垢，蒸发过程会受到温度的限制，但对于有良好的抗结垢性能的该蒸发 装置完全不存在温度的限制，从而可能使设备的温差大，传热面积小 为了解决结垢问题，其他形式的蒸发器在蒸发前需要预先除去料液中易结垢的 成分和固体成分，但用汽液固三相流化床蒸发装置就可以省略这过程 节省了为除去结垢所需的清洗费用 由于汽液固三相循环流化床蒸发装置是在线防除垢，没有因为清洗产生废液， 对环境无污染 对泵的能量要求般要比普通管壳式换热器低，这对于将现存的蒸发器改装成 汽液固流化床蒸发器是个很大的优点，改造后原循环，蒸发至 定浓度从出料口排出产品。 该装置的突出特点是 荷兰德国先后将流化床换热器应用于海水淡化地热利用及废水处理。世纪年代初，研 究者利用流化床技术开发了液固流化床换热器，用来强化传热与防除垢，取得了明 本次设计使用的是种较为新型的换热器，流化床蒸发器。 间，以除去汽化的蒸汽夹带的雾沫和液滴，或装有适当形式的除沫器以除去液沫，排出 的蒸汽如不再利用因各处密度的差 异而形成种循环流动，浓缩到规定浓度后排出蒸发器外。蒸发器内备有足够的分离空部分内容简介 蒸发器内要有足够的加热面积，使溶液受热沸腾。部分内容简介 蒸发器内要有足够的加热面积，使溶液受热沸腾。溶液在蒸发器内因各处密度的差 异而形成种循环流动，浓缩到规定浓度后排出蒸发器外。蒸发器内备有足够的分离空 间，以除去汽化的蒸汽夹带的雾沫和液滴，或装有适当形式的除沫器以除去液沫，排出 的蒸汽如不再利用，应将其在冷凝器中加以冷凝。 本次设计使用的是种较为新型的换热器，流化床蒸发器。世纪年代初，研 究者利用流化床技术开发了液固流化床换热器，用来强化传热与防除垢，取得了明 显的效果。荷兰德国先后将流化床换热器应用于海水淡化地热利用及废水处理。 后经等及还以饱和硫酸钙溶液为工质，对流化床 换热器防除垢性能进行了考察。在年代又开发了外循环流化床换热器。后又得到 李修伦等对垂直管内汽液固三相流动沸腾传热进行了研究，并进步考察了粒子对 蒸发器结晶压降和能耗的影响，并进行了工业中试实验，为工业应用打下基础。此项 技术首先在精盐制备的盐卤蒸发器得到应用，由于粒子的循环解决了流体不能在高速下 操作的限制，并减低了粒子的用量，在蒸发器中较少的粒子就可起到强化传热和防除 垢作用。目前完成的工业装置，已运行超过小时，无需清洗，而现有的常规流程， 小时后就需要清洗，否则无法操作。邹克华把此技术推广到烧碱溶液的蒸发过程中， 对烧碱的蒸发过程进行了研究，取得了良好的效果。 该蒸发装置由加热室汽液分离室固体颗粒分离装置循环泵等组成。在蒸发系 统中加入定量定尺寸的颗粒，颗粒由循环液体带入加热室，与加热介质起形成 汽液固三相流，然后三相流进入颗粒分离装置，固体颗粒分离进入下降管参与循环，分本科毕业设计第页共页 离出的汽液混合物进入汽液分离室，二次蒸汽从顶部排出，液体参与下循环，蒸发至 定浓度从出料口排出产品。 该装置的突出特点是 汽液固三相循环流化床蒸发装置最大的优点是它具有良好的抗结垢性能，和其 他蒸发装置相比，对不同物料能够延长清洗周期倍，总传热系数提高 由于结垢，蒸发过程会受到温度的限制，但对于有良好的抗结垢性能的该蒸发 装置完全不存在温度的限制，从而可能使设备的温差大，传热面积小 为了解决结垢问题，其他形式的蒸发器在蒸发前需要预先除去料液中易结垢的 成分和固体成分，但用汽液固三相流化床蒸发装置就可以省略这过程 节省了为除去结垢所需的清洗费用 由于汽液固三相循环流化床蒸发装置是在线防除垢，没有因为清洗产生废液， 对环境无污染 对泵的能量要求般要比普通管壳式换热器低，这对于将现存的蒸发器改装成 汽液固流化床蒸发器是个很大的优点，改造后原先安装的泵还能继续使用。 效数的确定 单效与多效蒸发的主要区别是在蒸发过程中，单效蒸发将二次蒸汽直接冷凝，而不 利于其冷凝热多效蒸发将二次蒸汽引到下效蒸发器作为加热蒸汽，以利用其冷凝热， 是种串联的蒸发操作所以，采用多效蒸发可以充分利用热能，即通过蒸发过程中，二 次蒸发的再利用，以减少生蒸汽的消耗，从而提高了蒸发装置的经济性如下表，为不同 效数蒸发装置的蒸汽消耗量，其中实际蒸汽消耗量包括蒸发装置的各项热量损失。 由表可知，随效数增多，蒸汽节约越多，但不是效数越多越好，多效蒸发的效数受 经济和技术的限制经济上的限制是指效数超过定值时，经济上不合理，随着效数的 增加，总蒸发量相同时，所需的生蒸汽量减少，使操作费用降低，结晶析出，可及时分离结晶，般用于饱和溶液 的蒸发。 通过比较并流法耗能较顺流，逆流降低，较之混流操作简便。配合流化床蒸发器使 各效都有较高的传热系数。故本次设计才用三效并流流化床蒸发技术。其流程图如下 理论蒸汽消耗量实际蒸汽消耗量 蒸发水所需 蒸汽量 蒸汽 蒸发水量 蒸发水 所需蒸汽量 蒸汽 蒸发水量 本装置再增加 效节蒸汽 单效 双效 三效 四效 五效 表不同效数的蒸汽消耗量表本科毕业设计第页共页 设备选型及选材 蒸发设备分常压蒸发设备及真空蒸发设备两类，按其结构型式不同，常压蒸发设备 有蛇管蒸发锅夹套蒸发锅等真空蒸发设备有中央循环管式蒸发器横管竖式蒸发器 夹套蒸发器夹套带搅拌蒸发器外循环蒸发器强制循环蒸发器薄膜蒸发器等。薄 膜式蒸发器又分管式刮板式旋风式片式又称板式和离心式等。其中管式薄膜蒸发 器又有升膜式降膜式和升降膜式之分。 选择蒸发器时，应注意如下的要求 传热强度大，即要求传热系数和有效温度差加热蒸汽与溶液沸腾平均温度之差 大 结构紧凑，操作方便 汽液分离好 设备特性能适应蒸发料液的性质，符合生产工艺要求 易于制造检修清洗 有足够的机械强度，金属消耗量少 结合赖氨酸的浓度和工艺要求选用流化床蒸发器，优点是传热效果好，循环速度快， 采用悬液分离器及轴流泵强制循环，可使加热室中不会有颗粒。 加热室悬液分离器分离室内的最高工作压力为，容器为低压容器。由于 壳程是水蒸汽，腐蚀性较小，可选用。其他部分如封头锥底，其他部件都选用 不锈钢。由于压力较低，换热管可选用。考虑到溶液的腐蚀性，与溶液接触的加热室 图效并流蒸发流程图本科毕业设计第页共页 管板等用，其它不与溶液直接接触的可选用普通碳钢。 本科毕业设计第页共页 工艺计算 总蒸发量 总蒸发量由下式计算  原料液浓度 第Ⅲ效排出液浓度 原料液流量 第效蒸发量，  计算各效加热蒸汽的消耗量 各效蒸发量及排出的溶液浓度 本任务为三效并流蒸发系统，取 联立上式，解得 各效排出浓度由下式计算  式中原料液浓度 各效排出液浓度 原料液流量 第效蒸发量，。 由上式计算得 效排出液浓度  效排出液浓度  效排出液浓度本科毕业设计第页共页 各效二次蒸汽压强 假设冷凝器中的蒸汽压强为，计算蒸汽通过各效的压强降  冷凝器中蒸汽压强， 第效二次蒸汽压强  由参考文献附录查出下的饱和蒸汽的参数为  第效二次蒸汽压强  有参考文献俘虏查出下的饱和蒸汽的参数为  已知冷凝器中的绝对压强，从附录查出相应温度。 设因流动阻力而损失的温度差为，故第效二次蒸汽的温度 由参考文献附录查出相应参数为  计算各效温度差损失 因溶液蒸汽压下降引起的温度差损失 根据各效的二次蒸汽温度即相同压强下水的沸点和各效完成液浓度可得溶 液蒸汽压下降而引起的温度差损失，温度差损失按下式计算  式中常压下有余溶液蒸汽压下降而引起的沸点升高 操作压强下由于溶液蒸汽压下降而引起的沸点升高 校正系数，无因次。本科毕业设计 毕业设计论文 学生姓名孙丁学号 学院理工学院 专业过程装备与控制工程 题目汽液固三相流化床赖氨酸蒸发 工艺及设备设计 指导教师任欧旭讲师 评阅教师 年月本科毕业设计 符号说明 比热，秒 管径，传热面积， 蒸汽消耗量，溶液沸点， 加热蒸汽的消耗量，管中心距， 校正系数，无因次蒸汽温度， 原料液进量，流速， 重力加速度，体积流量， 液体的焓，质量流量， 蒸汽的焓，蒸发量， 总传热系数，溶液的质量分数 液面高度，对流传热系数， 质量流