XX市某化工有限公司
硫酸铵三效顺流蒸发选型计算书
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XX化工机械有限公司
2012年X月X日
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一、流程简介：
硫酸铵溶液量每小时有5吨。蒸发量较大，使用单效蒸发器的话设备运行消耗非常大，所以采用三效硫酸铵蒸发结晶装置。
硫酸铵蒸发工序采用国内已应用较多的三效顺流蒸发工艺，16%的硫酸铵稀溶液，经电磁流量计计量后，进入一效蒸发器，将硫酸铵溶液浓缩到一定浓度后，通过一效与二效压力差从一效压入至二效蒸发器，进入二效蒸发器继续蒸发浓缩，然后通过转料泵由二效蒸发器进入三效蒸发器，在三效蒸发器内继续浓缩到固含量达到10%----20%后，通过出料泵进入旋流器增浓，增浓后的45%固含量的硫酸铵溶液进入稠厚器结晶长大，然后出料至离心机分离，离心后的母液进入母液池，母液由液下泵返回到三效蒸发器继续蒸发。
加热用0.1MPa饱和蒸汽，先缓慢通入一效蒸发器加热室，使硫酸铵溶液蒸发产生二次蒸汽送入二效加热室加热溶液蒸发，二效蒸发产生的二次蒸汽做为三效加热室的加热蒸汽，对三效进行加热蒸发。三效蒸发产生的二次蒸汽则送入间接冷凝器冷凝后，进入冷凝水罐，由冷凝水泵排出。
一效加热室的不凝气压力较高，直接排放到外界，二效三效加热室的不凝气压力较低，通过管路排放到真空管路，然后经真空泵排放到外界。
间接冷凝器考虑使用传热效果好列管换热器，冷凝器后设置一个气液缓冲罐，分离出多余的水分。蒸发器主体材质选用选用316L不锈钢。
二、设计条件与参数：
主要含物料名称：硫酸铵溶液
（1）
生产能力：每小时废水量为5吨。
（2）进料浓度：16%
（4）原料温度：20℃
一、工艺参数
进料流量
㎏/h
5000
进料浓度
﹪
出料浓度
﹪
进料温度
℃
加热蒸汽压强Mpa(绝)
0.2
生蒸汽温度
℃
120.24
冷却水上水温度℃
冷却水回水温度℃
蒸发量
kg/h
4200
二、工艺计算表
三效顺流蒸发流程（自然循环+强制循环）
1效
2效
3效
加热蒸汽压强MPa(绝)
0.2
0.12
0.07
加热蒸汽温度
℃
120.24
加热蒸汽汽化热kJ
/㎏
2201.7
2243.4
2282.7
原料温度℃
二次蒸汽压强MPa(绝)
0.12
0.07
0.02
二次蒸汽温度℃
二次蒸汽汽化热kJ
/㎏
2243.4
2282.7
2357.5
二次蒸汽密度㎏/m3
0.704274949
0.423441734
0.130724081
二次蒸汽比容m3
/㎏
1.4199
2.3616
7.6497
液相密度㎏/m3
1100
1100
1300
液相温度℃
沸点升高℃
管路损失℃
0
0
静液柱损失℃
0
0
温度差损失℃
有效温差℃
13.24
各效进料量㎏/h
5000
3600
3768.174887
各效出料量㎏/h
3600
2168.174887
2386.526751
母液量kg/h
1600
各效蒸水量㎏/h
1400
1431.825113
1381.648137
各效饱和浓度
%
47.8
各效总含量
%
22.22222222
36.89739258
63.55679858
各效结晶析出说明
未析出
未析出
析出
各效析出盐量
㎏/h
800
末效含固量%
33.52151824
各效面积
㎡
分离室外形尺寸￠
m
1.5
1.5
1.8
理论生蒸汽耗量
t/h
1.80174447
理论汽耗比
t汽/t水
0.427615025
理论冷却水耗量
t/h
三、工艺计算
1、一效蒸发器
设一效蒸水量
㎏/h
1400
原料升温需蒸汽
㎏/h
322.7506018
蒸发需蒸汽
㎏/h
1426.515874
共需蒸汽量
㎏/h
1801.74447
汽耗比
t汽/t水
0.4276150252、二效蒸发器
物料闪蒸量㎏/h
98.88290183
一效提供二次汽蒸水㎏/h
1375.896964
二效蒸水量㎏/h
1431.8251133、三效蒸发器
物料闪蒸量㎏/h
84.57491523
二效提供二次汽蒸水kg/h
1386.395412
冷凝水闪蒸量kg/h
37.23435843
母液升温耗蒸汽kg/h
85.10710498
三效蒸水量㎏/h
1381.648137
总蒸水量㎏/h
4213.473249
偏差
%
0.3207916533、各效面积
K
W/㎡·℃
1200
1000
900
蒸发面积
㎡
69.3552926
67.11025641
63.0483639
取
704、各效分离室
允许气速
m/s
0.671637707
0.866293045
1.695200074
分离室直径(算法1)
m
1.023385557
1.17524839
1.485334846
分离室直径(算法2)
m
0.565451653
0.737480835
1.303837628
选取直径
m
1.2
1.5
1.85、间接冷凝器的计算
进冷凝器二次汽㎏/h
1381.648137
有效温差
23.7761073
传热系数
600
面积
61.41179499
余量系数1.3
79.83533348
选取
806、冷却水消耗量t/h
94.31483858
四、选型
1、蒸发室
各效面积㎡
管子规格
mm
壁厚
mm
管长
m
计算管数
97.72672111
97.72672111
97.72672111
三、设备规格一览表
序号
货物名称
规格、型号
数量
备 注
一效加热室
㎡
1台
管316L壳碳钢
一效分离室
Φ1200×3000
1台
316L不锈钢
二效加热室
㎡
1台
316L不锈钢
二效分离室
Φ1500×3000
1台
316L不锈钢
三效加热室
70㎡
1台
316L不锈钢
三效分离室
Φ1800×3000
1台
316L不锈钢
冷凝器
㎡
1台
碳钢
稠厚器
5m3
7.5KW
1台
搪瓷
母液池
m3
1台
水泥
上料泵
Q=7.5m3/h
H=22m
W=4kw
2台
氟塑料
二效轴流泵
Q=520m3/h
H=4m
W=15kw
1台
接触物料部分材质为2205
三效轴流泵
Q=520m3/h
H=4m
W=15
kw
1台
接触物料部分材质为2205
出料泵
Q=7.5m3/h
H=30m
W=4kw
2台
316L
转料泵
Q=7.5m3/h
H=30m
W=4kw
2台
316L
母液泵
Q=2m3/h
H=18m
W=2.2kw
2台
316L
冷凝水泵A/B
Q=7.5m3/h
H=18m
W=4
kw
2台
氟塑料
真空泵
排气量：400m3/h
W=11
kw
1台
碳钢
离心机
吊带离心机15kw
1台
316L不锈钢
四、本装置能耗
采用本套设备生蒸汽理论耗量约1.801吨汽／小时，理论汽耗比0.427汽
/t水,装机总容量81.7kw,理论循环水耗量约100t/h。
五、设计说明
1、在设计过程中做以下设定循环水上水温度为32℃，回水温度为40℃。
2、在设计过程中物料的沸点按常规盐计算，应以客户提供物料所测实验数据为准。
3、循环水进入蒸发系统的压力不低于0.4MPaG，客户提供的饱和蒸汽必须保证流量、压力均稳定。
4、出料与过料管道配备冲洗水，或蒸汽吹扫，以应对突然发生的堵管问题。
5、晶桨的固含量控制比例低，通过旋流器增浓，三效固含量控制不超过20%。
6、稠厚器加装搅拌装置。管道弯头尽量减少。
六、附工艺流程图
流程图无
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