化工原理课设 蒸发器设计

前言蒸发器可广泛用于医药、食品、化工、轻工等行业的水溶液或有机溶媒溶液的蒸发,特别适用于热敏性物料(例如中药生产的水、醇提取液等)。

同时，蒸发操作也可对溶剂进行回收。

蒸发是使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸气，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作。

蒸发有它独特的特点：从传热方面看，原料液和加热蒸气均为相变过程，属于恒温传热；从溶液特点分析，有的溶液有晶体析出、易结垢、易生泡沫、高温下易分解或聚合、粘度高，腐蚀性强；从传热温差上看，因溶液蒸气压降低，沸点增高，故传热温度小于蒸发纯水的温度差；从泡沫夹带情况看，二次蒸气夹带泡沫。

需用辅助仪器除去；从能源利用上分析，可以对二次蒸气重复利用……这就要求我们从五个方面考虑蒸发器的设计。

随着工业蒸发技术的发展，蒸发器的结果和型式也不断的改进。

目前，蒸发器大概分为两类：一类是循环型，包括中央循环管式、悬筐式、外热式、列文式及强制循环式等；另一类是单程型，包括升膜式、降膜式、升—降膜式等。

这些蒸发器型式的选择，要多个方面综合得出。

现在化工生产实践中，为了节约能源、提高经济效益，很多厂家采用的蒸发设备是多效蒸发。

因为这样可以降低蒸气的消耗量，从而提高蒸发装置的各项热损失。

多效蒸发流程可分为：并流流程、逆流流程、平流流程以及错流流程。

在选择型式时应考虑料液的性质、工程技术要求、公用系统的情况等。

通过上学期学习《化工原理》和本学期学习《化工原理课程设计》，我对蒸发器有了一定的了解和熟悉。

我相信这些基础理论知识能帮助我很好的完成本次课程设计任务。

虽然不可避免地会遇到很多的问题与困难，但是我将在解决问题中收获很多！我一定认真地完成好，让自己可以有更大的提高！目录第一单元工艺流程设计方案的确定 (3)1.1加蒸汽操作压强的确定 (3)1.2冷凝器操作压强的确定 (3)1.3蒸发器类型的选择 (3)1.4蒸发效数的确定 (3)1.5蒸发流程的确定 (4)1.6进料状况 (4)第二单元蒸发过程的工艺计算 (4)2.1 各效蒸发量和完成液组成的估算 (5)2.1.1 估算各效蒸发量和完成液浓度 (5)2.1.2 估算各效溶液的沸点和有效总温度差 (6)2．2 计算各效温度差损失Δi 、传热温度差Δit及传热面积S (6)2.2.1各效由于溶液沸点而引起的温度差损失i∆' (6)2.2.2计算由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失i∆'' (7)2.2.3由流动阻力而引起的温度差损失∆''' (8)2.2.4 计算传热温度差Δit (8)2.2.5 加热蒸汽消耗量以及各效蒸发水量的初步计算 (9)2.2.6计算传热面积 (10)2.3 重新计算过程 (10)2.3.1 有效温度差的重新分配 (10)2.3.2 重新求算各效溶液沸点 (11)2.3.3 计算各效蒸汽用量及各效蒸发量 (12)2.3.4 计算各效传热面积 (13)第3单元蒸发器工艺尺寸的设计 (13)3.1 加热管的选择和管束的初步估计 (14)3.1.1 加热管的选择和管数的初步估计 (14)3.1.2 循环管的选择 (14)3.1.3 加热室直径及加热管数目的确定 (15)3.1.4 分离室直径与高度的确定 (16)3.2接管尺寸的确定 (17)3.2.1溶液的进出口 (17)3.2.2加热蒸汽进口与二次蒸汽出口 (17)3.2.3冷凝水出口 (18)第4单元设蒸发装置辅助备的设计 (18)4．1气液分离器 (18)4.2蒸汽冷凝器 (19)4．2．1冷凝器主要类型 (19)4．2．2冷凝器的设计与选用 (20)4．2．2．1工作水量的计算 (20)4.2.2.2 喷射器结构尺寸计算 (21)第5单元设计结果汇总 (23)5.1 蒸发器整体设计参数 (23)5.2 计算结果总结表 (23)第6单元对本设计的评述 (25)参考文献 (26)附录一附录二附录三第一单元工艺流程设计方案的确定1.1 加热蒸汽操作压强的确定通常被蒸发的溶液有一个最高的蒸发温度。

化工原理课程设计三效蒸发一、引言蒸发是化工过程中常用的分离技术之一，广泛应用于化工工艺中的浓缩、提纯、结晶等过程。

三效蒸发是一种高效的蒸发方式，通过多级蒸发器的串联，能够实现能量的充分利用，提高产品质量和能源利用效率。

本文将对化工原理课程设计中的三效蒸发进行详细介绍。

二、三效蒸发的原理三效蒸发是指通过三个级别的蒸发器进行连续蒸发，每个级别的蒸发器都能够利用前一级别的蒸汽来提供热量，从而实现能量的充分回收。

三效蒸发的原理可以概括为以下几个步骤：1. 一效蒸发：将待浓缩溶液进入一效蒸发器，通过加热使其部分蒸发，产生蒸汽。

蒸汽在一效蒸发器中冷凝，释放出的热量用于加热待浓缩溶液。

2. 二效蒸发：一效蒸发器中冷凝的蒸汽进入二效蒸发器，再次进行蒸发。

二效蒸发器中的待浓缩溶液通过加热蒸发，产生更高质量的蒸汽。

二效蒸发器中冷凝的蒸汽同样用于加热待浓缩溶液。

3. 三效蒸发：二效蒸发器中冷凝的蒸汽进入三效蒸发器，进行最后一次蒸发。

三效蒸发器中的待浓缩溶液通过加热蒸发，产生最高质量的蒸汽。

三效蒸发器中冷凝的蒸汽同样用于加热待浓缩溶液。

通过以上步骤，三效蒸发可以实现能量的充分回收，提高能源利用效率。

三、三效蒸发的应用三效蒸发广泛应用于化工工艺中的浓缩、提纯、结晶等过程。

以下是三效蒸发在不同领域的应用案例：1. 食品工业：三效蒸发被用于果汁、乳制品、酱油等食品的浓缩过程。

通过三效蒸发，可以将大量的水分蒸发出去，提高产品的浓缩度和保存期限。

2. 医药工业：三效蒸发被用于制药工艺中的溶剂回收和浓缩。

通过三效蒸发，可以将溶剂回收利用，减少环境污染，并提高产品质量。

3. 石油化工：三效蒸发被用于石油化工过程中的废水处理和溶剂回收。

通过三效蒸发，可以将废水中的溶解物质浓缩，减少废水的排放量，并将溶剂回收利用。

四、三效蒸发的优势和挑战三效蒸发相比传统的单效蒸发具有以下优势：1. 能量回收：通过多级蒸发器的串联，三效蒸发可以实现能量的充分回收，减少能源消耗。

通常选取2~3效。
△tst
t'
单效
t△
t
2
双效
单效蒸发和双效蒸发有效 温度差的比较
2.3.2 多效蒸发流程
多效蒸发操作蒸汽与物料的流向有多种组合，常见的有： 并流： 溶液与蒸汽的流向相同，称并流。 逆流： 溶液与蒸汽的流向相反，称逆流。 错流： 溶液与蒸汽在有些效间成并流，而在有些效间成逆流。 平流： 每一效都加入原料液的方法。
• 工艺计算及主体设备 设计
• 辅助设备的计算及选 型
• 设计结果概要或设计 一览表
• 结束语（对本设计的 评述及建议）
• 参考文献目录 • 附图 • 生产工艺流程图 • 主体设备简图
二、 蒸发器的设计
2.1 概述 2.1.1 蒸发及应用
(1) 蒸发：蒸发是溶液浓缩的单元操作。 它采用加热的方法，将含有不挥发性溶质 的溶液加热沸腾，使其中的挥发性溶剂部 分汽化除去，从而将溶液浓缩的过程称为 蒸发。
* 完成液：浓缩后的溶液；
* 单效蒸发 ：产生的二次蒸汽不加利用，直接冷凝排出； * 多效蒸发：二次蒸汽作为串联使用的下一个蒸发器的加热 蒸汽。
不凝性气体
单效蒸发流程： 蒸发流程
冷却水
二次蒸汽
料液 加热蒸汽
1
5 4 3 2
冷凝水
1-加热管； 2-加热室；
3-中央循环管； 4-蒸发室； 5-除沫器； 6-冷凝器
三、多效蒸发的计算
（二）蒸发器的主要结构尺寸 中央循环管式蒸发器的主要结构尺寸包括：加热室和分离 室的直径和高度；加热管与中央循环管的规格、长度及在管 板上的排列方式。这些尺寸的确定取决于工艺计算结果。 计算的已知参数包括：料液的流量、温度和组成、最终完 成液的组成、加热蒸汽的压力和冷凝器中的压力等。

蒸发器的设计课程设计如何设计一个高效的蒸发器？1. 概述蒸发器的重要性及其在各个领域的应用。

蒸发器是一种在化学、物理、环境等领域广泛应用的关键设备。

它通过将液体转化为气体，将热量从液体中传递出来，实现了物质的分离和纯化。

蒸发器在化工工业中被广泛用于制备纯度较高的化合物，水处理领域中用于去除水中的溶解物质，以及食品和制药行业中用于浓缩和干燥。

设计一个高效的蒸发器对于提高生产效率、降低能源消耗和保护环境具有重要意义。

2. 确定设计目标和考虑因素。

在设计一个高效的蒸发器时，我们需要明确设计目标和考虑因素。

我们需要确定所需的蒸发率和分离效果。

我们需要考虑操作条件，如温度、压力和流量，以及物料的性质和流动特性。

还需要考虑设备的结构和材料选择，以及能源消耗和操作成本等因素。

3. 蒸发器的类型及其适用范围。

蒸发器可以根据不同的工作原理和结构特性分为多种类型，如传统的批量蒸发器、循环蒸发器、薄膜蒸发器和闪蒸器等。

每种类型的蒸发器都有其适用的范围和优缺点。

在选择蒸发器类型时，我们需要综合考虑物料的性质、流量和纯度要求等因素。

4. 设计步骤及关键考虑点。

设计一个高效的蒸发器需要经过一系列的步骤和考虑点。

我们需要明确所需的蒸发率和分离效果，以确定蒸发器的尺寸和操作条件。

我们需要选择合适的蒸发器类型，并考虑其结构和材料选择。

我们需要通过流体力学和热力学计算，以确定蒸发器的流动特性和能量传递效率。

我们需要进行实验验证和性能测试，以确保设计的蒸发器能够满足设计要求。

5. 设计案例和优化思路。

在设计一个高效的蒸发器时，我们可以借鉴已有的设计案例和优化思路。

通过优化蒸发器的结构和加强传热表面积，可以提高蒸发器的传热效率和蒸发率。

采用先进的控制系统和自动化设备，可以提高蒸发器的运行稳定性和能源利用效率。

6. 结论和个人观点。

设计一个高效的蒸发器是一项复杂而重要的工作。

它需要充分考虑物料的性质、流动特性和纯度要求，同时也要考虑蒸发器的结构和材料选择，以及操作条件和能源消耗等因素。

课程设计授课时间：2011——2012年度第 1 学期题目：双效并流蒸发器设计课程名称：化工原理课程设计专业年级：学号：姓名：成绩：指导教师：2011年12月20日目录第1章设计方案简介 (1)第2章工艺流程图及说明 (1)第3章工艺计算及主体设备选型； (1)3.1 估计各效蒸发量和完成液浓度 (1)3.2 估计各效溶液的沸点和有效总温度差 (2)3.2.1 各效由于溶液的蒸汽压下降所引起的温度差损失 (3)3.2.2 由于蒸发器中溶液静压强引起的温度差损失 (3)3.2.3 由于管道流动阻力产生的压强降所引起的温度差损失 (4)3.2.4 各效溶液的沸点和有效总温度差 (4)3.3 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算 (4)3.4 蒸发器的传热面积估算 (6)3.5 有效温度差的再分配 (6)3.6 主体设备选型 (7)3.6.1 汽液分离器 (7)3.6.2 蒸汽冷凝器 (8)第4章设计结果汇总表 (11)第5章设备布置流程图 (12)第6章参考文献 (12)第7章设计评述 (13)课程设计任务安排表学院班级：课程名称：化工原理课程设计填写时间：_2011_年_12_月_2_日指导教师（签名）：______ ____ _____职称：__ _ _主要符号说明0x ：原料液中溶质的质量分数；n x ：完成液中溶质的质量分数，1,2n =； 1p ：第I 效的加热蒸汽压力；F ：NaOH 溶液的蒸发能力，即溶液的进料量； W ：过程总蒸发量；1K ：第I 效蒸发器的总传热系数；1ρ：第I 效蒸发器中溶液密度；2K ：第II 效蒸发器的总传热系数；2ρ：第II 效蒸发器中溶液密度；B c ：原料液的比热；L ：蒸发器中溶液的液面高度；mP ：蒸发器中液面和底层的平均压强'P ：二次蒸气的压强，即液面处的压强ρ：溶液的平均密度，i Q ：第i 效的传热速率，Wi K ：第i 效的传热系数，W/（m2.℃）i t ∆：第i 效的传热温度差，℃ S i ：第i 效的传热面积，m2第1章 设计方案简介化工原理课程设计要求我们综合运用化工原理、化工设备机械基础、化工仪表自动化等课程及有关先修课程所学知识，完成以化工单元操作为主的一次工程设计，主要内容包括化工工艺设计和化工设备结构设计。

培养工程实践能力
课程设计能够培养学生的工程实 践能力，包括问题分析、方案设 计、实验验证等方面的能力。
为后续课程打下基
础
化工原理课程设计为后续的专业 课程提供了必要的基础知识和实 践经验。
三效逆流蒸发器应用前景
高效节能
01
三效逆流蒸发器采用先进的逆流操作原理，具有高效节能的特
点，符合当前节能环保的要求。
未来发展趋势预测
随着化工行业的不断发展，对于高效、节能、环保的蒸发设备的需求将不 断增加。
三效逆流蒸发器作为一种先进的蒸发设备，将在未来得到更广泛的应用和 推广。
未来三效逆流蒸发器的发展将更加注重设备的性能提升、智能化和自动化 等方面的研究和应用。
THANKS
感谢观看
化工原理课程的地位
化工原理是化学工程与工艺专业的一门重要基础 课程，主要研究化工过程中的基本原理和规律。
3
蒸发器在化工过程中的应用
蒸发器是化工过程中常用的设备之一，用于将溶 液中的溶剂蒸发分离出来，得到纯净的溶质或浓 缩溶液。
化工原理课程设计意义
理论与实践结合
通过课程设计，将化工原理的理 论知识与实际应用相结合，加深 对理论知识的理解。
掌握了化工原理课程中的基本理论和方法，并将 其应用于实际工程问题中。
存在问题分析及改进建议
01
在设备设计方面，还需要进一步优化结构，提高设 备的稳定性和可靠性。
02
在工艺流程方面，需要进一步完善操作参数和控制 策略，以提高设备的运行效率和安全性。
03
在实验验证方面，需要加强对实验数据的分析和处 理，以更好地指导设备的设计和改进。
广泛应用
02
三效逆流蒸发器可应用于化工、制药、食品、环保等多个领域

蒸发器课程设计[6页].doc蒸发器主体为加热室和分离室，蒸发器的主要结构尺寸包括：加热室和分离室的直径及高度；加热管的规格、长度及在花板上的排列方式、连接管的尺寸。

这些尺寸的确定取决于工艺计算结果，主要是传热面积。

3.1加热管的选择和管数的初步估计3.1.1管子长度的选择根据溶液结垢的难易程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑。

本次设计选用外循环式蒸发器，国产外循环式蒸发器蒸发器的管长一般从2560到3000mm不等，具体参考《糖汁加热与蒸发》[1]第139页表6-1，再根据糖汁的黏度情况，选择加热管以及板管型号如下表3-1所示：管子规格(mm)管间距离(mm)管长(mm)15CrMoR型管板后度(mm)φ42×354300030因加热管固定在管板上，管板选择考虑到管板厚所占有的传热面积，以及因焊接所需要每端留出的剩余长度，则计算理论管子数n时的管长实际可以按以下公式计算：L=(L0-0.1)m=3-0.1=2.9 m前面已经计算求得各效面积A取500m2n= = =1307加热管的排布方式按正三角形排列，查《常用化工单元设备设计》[3]第163页表4-6，知道当管数为1303时，排布为a=19层，1307与1303相差不大，在这可以取19层进行计算。

其中排列在六角形内管数为=1027根，其余排列在弓形面积内，如果按标准间距即管间距离54mm排列，则有四根管排不下，四根管的总面积为：A3=3.1415926×0.042×2.9×3=1.53 m2鉴于前面已经取1.11的安全系数，如果现在取1303根管，则总面积为：=500-1.53=498.47 安全系数为 K= =1.108在安全系数范围内，所以可以不要三根管，取1303根。

3.1.2加热壳体的直径计算D=t(b-1)+2eD-----壳体直径，m；t------管间距，m；b-----沿直径方向排列的管子数目；e-----外层管的中心到壳体内壁的距离，一般取e=(1.0～1.5)d0,在此取1.5。

蒸发器的设计课程设计
蒸发器是一种常见的设备，广泛应用于化工、制药、食品加工等行业。

它通过加热液体，将其中的溶质蒸发出来，从而实现分离和纯化的目的。

在蒸发器的设计课程设计中，我们需要考虑的因素有很多，包括性能、结构、材料、能耗等等。

首先，我们需要考虑蒸发器的性能。

不同行业对蒸发器的性能要求是不同的，有的需要高效率、大产量，有的需要高纯度、低能耗。

因此，在设计蒸发器时，我们需要根据实际需求确定蒸发器的性能指标，并通过合理的结构设计和优化的操作条件来实现这些指标。

其次，蒸发器的结构设计也非常重要。

蒸发器通常由加热器、蒸发器和冷凝器组成，其结构形式有多种，如单效蒸发器、多效蒸发器、外循环蒸发器等。

在设计过程中，我们需要根据实际情况选择合适的结构形式，并优化各个部件的设计，以提高蒸发器的效率和稳定性。

同时，材料的选择也是蒸发器设计中需要考虑的因素之一。

蒸发过程中，蒸发器内部会受到高温和腐蚀性物质的侵蚀，因此蒸发器的材料需要具备良好的耐高温和耐腐蚀性能。

常用的材料有不锈钢、钛合金、玻璃钢等，选择合适的材料可以延长蒸发器的使用寿命。

最后，能耗也是一个需要考虑的因素。

蒸发器的能耗与其结构、操作条件、介质等因素密切相关。

在设计蒸发器时，我们需要通过合理的设计和优化的操作条件来降低能耗，提高蒸发器的能源利用效率。

总之，蒸发器的设计课程设计需要综合考虑性能、结构、材料和能耗等因素，通过合理的设计和优化的操作条件来实现预期的蒸发效果。

只有在综合考虑各个方面的因素并进行合理的设计和优化，才能设计出性能优良、稳定可靠的蒸发器。

化工原理课程设计三效蒸发在化工领域中，蒸发是一种常见的分离技术。

而三效蒸发是一种高效的蒸发方式，它在提高产能的同时，降低了能耗，具有很大的应用潜力。

本文将介绍三效蒸发的原理、设计和优势。

一、原理三效蒸发是利用多级蒸发器进行连续蒸发的过程。

它由三个蒸发器组成，分别是高效蒸发器、中效蒸发器和低效蒸发器。

其原理是通过将高浓度的溶液从高效蒸发器中的蒸发器底部引入中效蒸发器，再将中效蒸发器中的浓缩液引入低效蒸发器，最终得到浓缩度最高的产物。

二、设计三效蒸发的设计需要考虑多个因素，包括溶液的性质、蒸发器的尺寸和操作条件等。

首先，需要确定溶液的性质，包括溶质的浓度、沸点和热稳定性等。

这些参数将影响蒸发器的设计和操作条件的选择。

其次，需要确定蒸发器的尺寸，包括蒸发器的高度、直径和传热面积等。

这些参数将影响蒸发器的产能和能耗。

最后，需要确定蒸发器的操作条件，包括进料流量、蒸发温度和蒸发压力等。

这些参数将影响蒸发器的稳定性和效率。

三、优势相比于传统的单效蒸发，三效蒸发具有以下几个优势。

首先，三效蒸发可以实现连续操作，提高了生产效率。

在传统的单效蒸发中，溶液需要经过多次蒸发才能达到所需浓度，而三效蒸发可以一次完成，节省了时间和能源。

其次，三效蒸发可以降低能耗。

由于三效蒸发中的蒸发器是串联的，低效蒸发器的进料温度较高，可以利用高效蒸发器和中效蒸发器的余热，减少了能源的消耗。

最后，三效蒸发可以提高产品质量。

由于三效蒸发可以在较低的温度下进行，可以减少溶质的热分解和挥发，提高产品的纯度和稳定性。

四、应用三效蒸发在化工领域中有广泛的应用。

它可以用于浓缩溶液、回收溶剂和提取有价值的成分等。

例如，在果汁生产中，三效蒸发可以用于浓缩果汁，提高果汁的浓度和口感。

在制药工业中，三效蒸发可以用于回收溶剂，减少废物的产生。

在化肥生产中，三效蒸发可以用于提取有机成分，提高产品的价值。

总之，三效蒸发是一种高效、节能的蒸发技术。

它通过多级蒸发器的连续操作，实现了溶液的快速浓缩。

第一章蒸发操作条件的确定蒸发作为化工产品工艺制造过程中的单元操作，有多种不同的设备，不同的流程和不同的操作方式。

蒸发操作条件的确定主要指蒸发器加热蒸汽的压强（或温度），冷凝器的操作压强（或温度）的确定，正确选择蒸发的操作条件，对保证产品质量和降低能耗极为重要。

1.1加热蒸汽压强的确定通常被蒸汽的溶液有一个允许的最高温度，若超过了此物料就会变质，破坏或分解，这是确定加热蒸汽压强的一个依据。

应使操作在低于最大温度范围内进行，可以采用加压蒸发，常压蒸发或真空蒸发。

一些化工厂，常装设蒸汽机或透平机以驱动发电机发电，因而蒸发用汽应考虑用蒸汽机、透平机的乏汽，直接采用未经做功的锅炉蒸汽进行减压蒸发是不经济的，乏汽压强一般在200～400 kPa左右。

蒸发是一个消耗大量加热蒸汽而又产生大量二次蒸汽的过程。

从节能的观点出发，应充分利用二次蒸汽作为其它加热用的热源，即要求蒸发装置能够提供温度较高的二次蒸汽。

这样既可减少锅炉产生蒸汽的消耗量，又可以减少末效进入冷凝器的二次蒸汽量，提高了蒸汽利用率。

因此，能够采用较高温度的饱和蒸汽作为加热蒸汽的有利的，但通常所用饱和蒸汽的温度不超过180 ℃,超过时相应的压强就很高,这样增加加热的设备费和操作费。

一般的加热蒸汽压强在400～800 kPa范围之内。

此次设计方案中加热蒸汽压强定为675 kPa（绝压）。

1.2 冷凝器操作压强的确定若一效采用较高压强的加热蒸汽，则末效可采用常压或加压蒸汽，此时末效产生的二次蒸汽具有较高的温度，可以全部利用。

而且各效操作温度高时，溶液粘度低，传热好。

若一效加热蒸汽压强低，末效应采用真空操作。

此时各效二次蒸汽温度低，进入冷凝器冷凝需消耗大量冷却水，而且溶液粘度大，传热差。

但对于那些热敏性物料的蒸发，为充分利用热源还是经常采用的。

对混合式冷凝器，其最大的真空度取决于冷凝器内的水温和真空装置的性能。

通常冷凝器的最大真空度为80～90 kPa。

此次设计方案中冷凝器压强定为20 kPa（绝压）。

化工原理蒸发器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解化工原理中蒸发器的概念、分类及工作原理；2. 学生能掌握蒸发器在化工过程中的应用及作用；3. 学生能了解蒸发器操作中的主要参数及其对蒸发效果的影响。

技能目标：1. 学生能运用所学知识分析蒸发器操作中存在的问题，并提出改进措施；2. 学生具备设计简单蒸发器系统及流程的能力；3. 学生能够运用相关软件对蒸发器进行模拟和优化。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对化工原理学科的兴趣，增强学习积极性；2. 学生树立安全、环保意识，认识到化工技术在生产生活中的重要性；3. 学生培养团队协作精神，提高沟通与表达能力。

课程性质分析：本课程为化工原理课程的一部分，以理论教学为主，实践操作为辅。

通过本课程的学习，使学生掌握蒸发器的基本原理，为后续的化工实践打下基础。

学生特点分析：学生为高中二年级学生，已具备一定的化学基础和工程观念，对实际化工设备有一定的了解，但可能对蒸发器的工作原理和实际应用掌握不足。

教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考，培养学生的创新意识；3. 注重团队合作，提高学生的沟通与表达能力。

二、教学内容1. 蒸发器基本概念：蒸发器的定义、分类及在化工生产中的应用；2. 蒸发器工作原理：热力学原理、传热传质过程、影响蒸发效率的因素；3. 蒸发器主要结构及性能参数：加热面积、蒸发速率、温差、蒸汽压力等；4. 蒸发器的设计与计算：根据物料特性、工艺要求进行蒸发器选型、计算；5. 蒸发器操作与控制：操作要点、常见问题及解决办法、安全防护措施；6. 蒸发器在化工生产中的应用案例分析：实际生产中蒸发器的使用情况及优化措施。

教学大纲安排：第一课时：蒸发器基本概念、分类及在化工生产中的应用；第二课时：蒸发器工作原理、影响蒸发效率的因素；第三课时：蒸发器主要结构及性能参数、设计与计算方法；第四课时：蒸发器操作与控制、安全防护措施；第五课时：蒸发器应用案例分析、讨论与实践。

【毕业论文】三效蒸发器的设计__化工原理课程设计化工原理课程设计字符说明- 2 -第一节概述- 3 -一．蒸发及蒸发流程- 3 -二．蒸发操作的分类- 3 -三．蒸发操作的特点- 3 -四、蒸发设备- 4 -五、蒸发器选型- 4 -第二节蒸发装置设计任务- 5 -一、设计题目- 5 -二、设计任务及操作条件 - 5 -第三节三效蒸发器得工艺计算 - 5 -一、估计各效蒸发量和完成液浓度- 5 -二、估计各效溶液的沸点和有效总温差 - 6 -三加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的计算 - 8 -四、蒸发器的传热面积的估算- 9 -五、有效温差的再分配- 10 -六、重复上述计算步骤- 10 -七、计算结果- 12 -第四节蒸发器的主要结构尺寸计算- 12 -一、加热管的选择和管数的初步估计- 12 -二、循环管的选择 - 12 -三、加热室直径及加热管数目的确定- 13 -四、分离室直径与高度的确定- 13 -五、接管尺寸的确定- 14 -第五节蒸发装置的辅助设备 - 15 -一、气液分离器- 15 -二、蒸汽冷凝器- 15 -三淋水板的设计- 16 -【参考文献】- 17 -字符说明第一节概述一．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。

蒸发操作广泛用于浓缩各种不挥发性物质的水溶液，是化工、医药、食品等工业中较为常见的单元操作。

化工生产中蒸发主要用于以下几种目的：1获得浓缩的溶液产品；2、将溶液蒸发增浓后，冷却结晶，用以获得固体产品，如烧碱、抗生素、糖等产品；3、脱除杂质，获得纯净的溶剂或半成品，如海水淡化。

进行蒸发操作的设备叫做蒸发器。

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某种循环流动，被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。

化工原理课程设计蒸发一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握蒸发原理在化工生产中的应用，包括蒸发过程中的传热、流体流动和物料平衡等基本概念。

2. 学生能够运用相关公式和理论，分析并计算蒸发过程中涉及的参数，如蒸发速率、热量需求、溶液的浓缩比等。

3. 学生能够识别并描述常见的蒸发设备及其工作原理，理解不同设备结构的优缺点。

技能目标：1. 学生具备运用化工软件或工具对蒸发系统进行模拟和优化的能力。

2. 学生能够结合实际案例，设计简单的蒸发工艺流程，并对其经济性、效率进行分析。

3. 学生通过小组合作，提高解决实际化工问题的能力，学会在团队中分工协作。

情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对化工行业的兴趣和认识，增强对工程实践的责任感和使命感。

2. 学生在探索蒸发技术的过程中，形成科学、严谨的学习态度，增强环保意识和节能意识。

3. 学生在团队合作中，学会尊重他人意见，培养良好的沟通能力和团队协作精神。

课程性质：本课程为化工原理的实践应用部分，强调理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和工程思维。

学生特点：学生为高中年级，具有一定的物理、化学基础知识，思维活跃，好奇心强，但可能缺乏实际工程经验。

教学要求：结合学生特点，教学过程中应注重案例教学，引导学生从实际问题出发，通过理论学习和实践操作，提高分析问题和解决问题的能力。

同时，注重启发式教学，激发学生的学习兴趣，培养其创新意识。

通过课程目标的具体分解，确保教学设计和评估的针对性和实用性。

二、教学内容1. 蒸发原理及其在化工中的应用：包括蒸发的基本概念、蒸发过程中的能量和物料平衡、影响蒸发速率的因素等，对应教材第二章“蒸发与结晶”相关内容。

2. 蒸发设备的结构与工作原理：介绍不同类型的蒸发设备（如升膜式、降膜式、强制循环式等），分析其结构特点、应用范围及优缺点，对应教材第三章“蒸发设备与操作”相关内容。

3. 蒸发过程的计算与模拟：学习蒸发过程中热量、质量传递的计算方法，运用化工软件进行蒸发系统的模拟和优化，对应教材第四章“化工过程的计算与模拟”相关内容。

目录1.设计任务 (4)2.设计方案简介 (5)3.三效并流蒸发设计计算 (6)4.蒸发器的主要结构尺寸的计算 (16)5.蒸发装置的辅助设备的选用计算 (19)6.三效蒸发器结构尺寸确定 (21)7.附图 (24)8.参考文献 (25)9.后记 (26)10．CAD图 (27)1.设计任务1.1设计条件（1）处理能力年产95000 吨NaOH水溶液（2）设备形式中央循环式管式蒸发器（3）操作条件①NaOH水溶液的原料浓度为12％，完成液体浓度为30％，原料液温度为第一效沸点温度。

②加热汽压力为500Kpa（绝热），冷凝器的绝压为20Kpa（绝热）。

③各效蒸发器的总传热系数分别为K1=1800 W/（m2*0C）K2=1200 W/（m2*0C）K3=600 W/（m2*0C）原料液的比热容为3.77KJ /（Kg/0C），在三效中液体的平均密度分别为1120Kg/m3 、1290 Kg/m3 、1460 Kg/m3。

④蒸发器中溶液的液面高度为1.2m。

⑤各效加热蒸发汽的冷凝液在饱和温度下排出，忽略热损失。

⑥每年按照300天计，每天24小时⑦厂址：天津地区1.2附加说明（1）设计方案简介：对确定的工艺流程及蒸发器型式进行简要论述（2）蒸发器的工艺计算：确定蒸发器的传热面积（3）蒸发器的主要结构尺寸设计（4）主要辅助设备选型，包括气液分离器及蒸汽冷凝器等。

（5）绘制NaOH水溶液三效并流加料蒸发装置的设备工艺简图（6）对本设计进行评述2.设计方案简介2.1 设计方案论证多效蒸发的目的是：通过蒸发过程中的二次蒸汽再利用，以节约蒸汽的消耗，从而提高蒸发装置的经济性。

目前根据加热蒸汽和料液流向的不同，多效蒸发的操作流程可以分为平流、逆流、并流和错流等流程。

本设计根据任务和操作条件的实际需要，采用了并流式的工艺流程。

下面就此流程作一简要介绍。

并流流程也称顺流加料流程（如图1），料液与蒸汽在效间同向流动。

因各效间有较大的压力差，液料自动从前效流到后效，不需输料泵；前效的温度高于后效，料液从前效进入后效呈过热状态，过料时有闪蒸出现。

化工原理课程设计蒸发器
蒸发器是化工过程中常用的设备之一,在化工原理课程设计中，可以
选择设计一个蒸发器。

蒸发器是利用加热将液体中的溶质蒸发出来，从而实现溶液的浓缩的
装置。

蒸发器可以应用于化工领域的很多工艺，如食品工业、制药工业、
化工工业等。

蒸发器的设计需要考虑以下几个方面：
首先，需要确定蒸发器的类型。

常见的蒸发器有多效蒸发器、单效蒸
发器、闪蒸蒸发器等。

根据具体情况选择蒸发器类型，例如，如果需要浓
缩的溶液的热敏性较高，可以选择闪蒸蒸发器。

其次，需要确定蒸发器的热力学参数。

蒸发器的热力学参数包括供热量、蒸发温度、蒸发压力等。

这些参数会影响蒸发器的能耗和工艺效果。

还需要考虑蒸发器的热交换效率。

蒸发器的热交换效率和其结构设计
有关。

可以采用多级或多效蒸发器来提高热交换效率，并减少能耗。

此外，还需要考虑蒸发器的材料选择。

蒸发器的材料需要具备耐酸碱、耐高温等特性。

常见的材料有不锈钢、镍合金等。

最后，蒸发器的操作方式也需要进行设计。

蒸发器可以采用手动控制、自动控制等方式来进行操作。

综上所述，化工原理课程设计的蒸发器可以按照上述步骤进行设计。

通过确定蒸发器的类型、热力学参数、热交换效率、材料选择和操作方式，可以设计出满足工艺要求且能够高效运行的蒸发器。

同时，还需要考虑蒸
发器的安全性、节能性和可维护性等方面，从而提高蒸发器的整体性能。