双效j降膜蒸发器的详细设计文件

轻工业与食品工程学院食品101设计时间: 2013.7.1-2012.7.12设计主题: 双效平行流降膜浓缩汁装置及辅助设备设计1.设计主题: 双效平行流膜汁浓缩设备和辅助设备的设计2.1设计任务和操作条件计划通过双效降膜蒸发设备浓缩固体含量为11％（质量分数，下同）的果汁，最终产品的浓缩度为46％. 原汁液的最高允许温度为75. 尝试设计蒸发过程. 假设使用沸点进料，效果之间的流动温度损失设置为1K，第一个效果使用自然循环，传热系数为1100w /（m2k），第二个效果使用强制循环，并且传热系数功率为850w /（m2k），每一个效果蒸汽的冷凝水在饱和温度下排出，每个效果的传热面积均假定为相等，而热量损失则忽略不计. 2.2设计项目2.1编写设计计算书（计算过程和计算结果尽可能以表格形式）. 2.2蒸发器的工艺计算: 确定蒸发器的传热面积. 2.3蒸发器的主要结构尺寸设计. 2.4主要辅助设备的选择，包括气液分离器和蒸汽冷凝器. 2.5绘制蒸发装置的流程图和蒸发器设备的. 2.6对此设计发表评论. 3.1每种作用的蒸发以及完成的液体和液体的浓度的估计3.1.1总蒸发的计算总蒸发量W = F（1-X0）Xn xn——第n个作用中溶质的质量分数，尺寸是一个.

根据经验公式: W1 / W2 = 1: 1.1，并且W = W1 + W2 = 2.1W1 3.1.2加热蒸汽的消耗和各效应的蒸发3.2沸点和多效应蒸发的有效温差的确定解决方案T1-No. 第一效加热蒸汽的温度-溶液蒸气压下降引起的温差损失，或沸点升高引起的温差损失. 由于用于确定果汁的Δ0'的参数未知，因此糖液浓度不同时，相应的大气沸点X1 = 0.172，Δ′0 = 0.27秒效应，X2 = 0.46Δ= 0.27X0.8072 = 0.2179 = 1.5可用Δ2'=fΔ0'= 1.5X0.6658 = 0.9987第一有效沸点t1 = T1'+Δ1'= 68 + 0.2179 = 68.2179第二有效沸点t2 = T2'+Δ2'= 41 + 0.9987 = 42.9987 3.31计算两效蒸发水W1，W2和加热蒸汽的消耗量D1蒸发量Wi. 如果在焓平衡公式中考虑溶液的热收缩率和蒸发器的热损失，则仍然需要考虑一般溶液蒸发的热利用系数，即0.960-x（其中x是浓度变化溶液的质量分数表示）. Di ------第i个效应的加热蒸汽量，当没有额外的蒸汽提取老化和i-1效应溶液111的沸点时，该溶液为沸点进料，-6935.5 = 7030Kg / h 3.32有效分布温差，计算传热面积任何效应的传热速率方程为Qi--第i个效应的传热速率W Ki--传热第i个效应的系数W /（m2. ）Si--第i个效应的传热面积m2 -68.2179 = 16.7821111 3.4重新计算加热面积，因为第二个效应的浓度完井液和二次蒸气压不变，各种温差的损失是恒定的，因此无法检查由浓度引起的果汁沸点变化，用10Bx糖溶液的浓度代替，结果是W1 = 6948.28Kg / h D1 = 7237.8Kg / h 3.5重新计算有效面积3.6计算n结果清单4.1加热管的选择和管子的数量根据初步估计，用于浓缩物料的加热管通常选择4至6 mm. 应根据结垢的难易程度，溶液的起泡程度和设备的高度来考虑管子的长度. 选择短管来蒸发易发泡溶液很容易.

我们根据经验选择: L = 9m. 目前，在热交换器的设计中，管中心距离的值已经标准化. 确定管后，相应的管中心距离将固定. 4-4因此，请选择多个t = 48mm的加热管，并将数据四舍五入到301 4.2确定加热室的直径和数量加热室的内径取决于规格，数量和数量. 加热管和循环管对于板上的布置，此设计选择应以三角形布置为准. 中央循环管蒸发器的中心距离t是两个相邻管的中心线之间的距离，t通常是加热管外径的1.25至1.5倍. 根据“食品工程原理课程设计原理” P12表1-2中加热管Φ573.5的规格，计算出不同加热管尺寸的加热管中心距离为1000mm. 外壳的外壁厚度为10mm. 4.3分离室的直径和高度U的确定-蒸汽体积强度m3 /（m3.s），一般允许值为U = 1.1〜1.5m3 /（m3.s），在本设计中，U = 1.2m3 / （m3. s）. 4.4确定接管规模4.4.1溶液入口和出口的内径根据强迫流动的情况，应考虑溶液入口和出口的适当流速，同时，为方便设计，入口和出口直径选择为相同. 此设计入口处的进料液体的密度为进料的质量流量qm = 18000 kg / h，u = 0.8m / s（“食品工程原理设计指南” P13），然后选中“食品“工程原理” P440管道规格在表中，采用类似的标准管道4.4.2加热蒸汽入口和辅助蒸汽出口的每种效果结构尺寸均相同. 第二蒸汽的流量应较大.

流体的流速为80m / s，请检查“化学原理”附表，蒸汽密度和流速D = 7327.8Kg / h. 第一效果二次蒸汽的密度为，流速为2. 第二效果二次蒸汽的密度为4.5.1. 溶液的入口和出口根据强制流动的情况，应考虑溶液的适当入口和出口速度. 同时，为方便设计，入口和出口的直径是相同的. 此设计入口处的进料液体的密度为进料的质量流量qm = 18000 kg / h，u = 0.8m / s（“食品工程原理设计指南” P13），然后选中“食品工程原理》 P440管道规格表，取类似的标准管道4.5.2冷凝水出口冷凝水排放是自然流动的液体，该管道的直径应由各影响加热蒸汽的消耗量来决定，在这种设计中，第一种作用的加热蒸汽消耗较大，即D = 7327.8kg / h和kg / m3，取u = 0.10 4.5.3液体分配器，以使溶液均匀地分布在壁上，防止二次蒸汽直接从加热管顶部逸出，加热装置的顶部必须装有经过良好处理的液体分配器. 根据其自身设计的特点，此设计选择带有螺旋凹槽的圆柱形分配器. 5.1在气液分离器的蒸发操作过程中，大量的液体夹带在二次蒸汽中. 尽管它最初是在分离室中分离的，但是为了防止有用的产品，为了损失或防止冷凝水的凝结，需要设计一种气液分离器，以使雾中的液体聚集并与二次蒸汽分离. 有很多类型. 蒸发器分离室顶部有一个简单的房间. 我们选择惯性作为惯性除雾器的类型，其工作原理是利用带液滴的二次蒸汽突然改变运动方向，由于惯性液滴与蒸汽分离.

D1: D2: D3 = 1: 1.5: 2H = D3 h = 0.4〜0.5D1 5.2蒸汽冷凝器蒸汽冷凝器的功能是将二次蒸汽与冷却水冷凝. 当二次蒸汽是需要回收或会严重污染冷却水的贵重产品时，应使用隔墙冷却器. 当二次蒸汽是水蒸汽并且不需要回收时，可以使用直接接触式冷凝器. 二次蒸汽直接接触冷凝水进行热交换，冷凝效果好，因此被广泛使用. 在这种设计中，次级蒸汽无需回收，可以直接冷凝. 直接接触式冷凝器具有多孔板，水幕式，填料塔式和注水管线. 根据蒸发器和所加工物料的比较设计，选择多层多孔板冷凝器，该多孔板冷凝器具有较大的接触面积和凝结效果X-可用1m的冷却水XKg冷却的蒸汽量，从“化学装置操作过程设计”图4-13中得到了说明. 冷却水通常为20自来水. 冷凝水的温度通常低于进入冷凝器的蒸汽的温度. 5.3冷凝水出口管直径的确定5.4关于水喷淋板的确定，请参见“化学工程课程设计”中的蒸汽冷凝器设计. 由于冷凝器的直径大于500mm，因此水淋板的数量为5.5. 预热焊接多管排管式预热器，管中心距离与外径d0之比通常取t = 1.25do，管板上的换热管排列成交错正方形，传热效果好很好.

加热器长度与壳体直径的L / D比. 一般取6-10. 排出不凝性气体有两种方法，一种是与凝结水一起直接排入有效车身壳体，另一种是建立不凝性气体排放管并将其与不凝性气体排放相连. 蒸发系统的管道，由真空泵排出. 转眼之间，为期三周的化学工程课程设计几乎结束. 感谢老师为我们提供了练习阶段. 我们过去学到的知识无非是纸上谈兵，但是化学工程原理的课程设计是一门综合课程. 它不仅需要我们对化学工程设计有基本的了解，而且还需要化学工程原理，化学机械基础，化学热力学等方面的知识. 可以广泛应用一系列知识，并对化学工程图学也有一定的要求. 在设计过程中，最初设定了温度和压力，但结果偏差太大. 最后，对它进行了重新配置并与所有人讨论，直到获得合理的数据为止. 我们互相鼓励，互相帮助，发挥团队合作精神，共同克服一个难题. 遇到问题时双效蒸发器工艺流程图，我们会一起讨论并咨询老师. 在此设计中，我不仅巩固了化学工程学原理和相关知识，还增强了团队的协作精神，也磨砺了我的意志. 相信本课程设计将使我们更加注重理论与实践的结合，成为我们生活中的宝贵财富！ 《化学原理原理设计》，天津大学，天津科学技术出版社，《化学原理》，合肥工业大学双效蒸发器工艺流程图，合肥工业大学出版社，《化学工艺设计手册》第一版，第一卷（修订版），国家出版. 药监局上海药品设计所《化学工程手册》，第二版，第9卷，第1卷，化学工业出版社；华南理工学院化学工程设备设计学院化学工程原理教学研究组，广州48〜517；华南理工学院出版社； 1987.

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