硫酸铵三效顺流蒸发选型计算书

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