XX市某化工有限公司 硫酸铵三效顺流蒸发选型计算书 编制：
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E-mail: 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 ﹪ 16 出料浓度 ﹪ 100 进料温度 ℃ 20 加热蒸汽压强Mpa(绝) 0.2 生蒸汽温度 ℃ 120.24 冷却水上水温度℃ 32 冷却水回水温度℃ 40 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 ℃ 120.24 105 90 加热蒸汽汽化热kJ /㎏ 2201.7 2243.4 2282.7 原料温度℃ 73 二次蒸汽压强MPa(绝) 0.12 0.07 0.02 二次蒸汽温度℃ 105 90 60 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℃ 107 92 70 沸点升高℃ 2 2 10 管路损失℃ 0 0 2 静液柱损失℃ 0 0 2 温度差损失℃ 2 2 14 有效温差℃ 13.24 13 16 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 % 51 50 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 ㎡ 70 70 70 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 95 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 0.427615025 2、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 1431.825113 3、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 % 0.320791653 3、各效面积 K W/㎡·℃ 1200 1000 900 蒸发面积 ㎡ 69.3552926 67.11025641 63.0483639 取 70 70 70 4、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 1.8 5、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 80 6、冷却水消耗量t/h 94.31483858 四、选型 1、蒸发室 各效面积㎡ 70 70 70 管子规格 mm 38 38 38 壁厚 mm 2 2 2 管长 m 6 6 6 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 1 一效加热室 70 ㎡ 1台 管316L壳碳钢 2 一效分离室 Φ1200×3000 1台 316L不锈钢 3 二效加热室 70 ㎡ 1台 316L不锈钢 4 二效分离室 Φ1500×3000 1台 316L不锈钢 5 三效加热室 70㎡ 1台 316L不锈钢 6 三效分离室 Φ1800×3000 1台 316L不锈钢 7 冷凝器 100 ㎡ 1台 碳钢 8 稠厚器 5m3 7.5KW 1台 搪瓷 9 母液池 20 m3 1台 水泥 10 上料泵 Q=7.5m3/h H=22m W=4kw 2台 氟塑料 11 二效轴流泵 Q=520m3/h H=4m W=15kw 1台 接触物料部分材质为2205 12 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 13 出料泵 Q=7.5m3/h H=30m W=4kw 2台 316L 14 转料泵 Q=7.5m3/h H=30m W=4kw 2台 316L 15 母液泵 Q=2m3/h H=18m W=2.2kw 2台 316L 16 冷凝水泵A/B Q=7.5m3/h H=18m W=4 kw 2台 氟塑料 17 真空泵 排气量：400m3/h W=11 kw 1台 碳钢 18 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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