NaCl废水蒸发工艺及设备设计

1、目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc263973569 1引言 PAGEREF _Toc263973569 h 3 HYPERLINK l _Toc263973570 1.1 文献综述 PAGEREF _Toc263973570 h 3 HYPERLINK l _Toc263973571 1.2存在的问题： PAGEREF _Toc263973571 h 3 HYPERLINK l _Toc263973572 2 实施方案及主要研究手段 PAGEREF _Toc263973572 h 5 HYPERLINK l _Toc263973573 3蒸发工段物料衡算

2、与热量衡算 PAGEREF _Toc263973573 h 6 HYPERLINK l _Toc263973574 3.1 物料衡算 PAGEREF _Toc263973574 h 6 HYPERLINK l _Toc263973575 3.2 热量衡算 PAGEREF _Toc263973575 h 6 HYPERLINK l _Toc263973577 4 管径的选择 PAGEREF _Toc263973577 h 11 HYPERLINK l _Toc263973578 4.1 效接管直径 PAGEREF _Toc263973578 h 11 HYPERLINK l _Toc263973

3、579 4.2 效接管直径 PAGEREF _Toc263973579 h 12 HYPERLINK l _Toc263973580 4.3 效接管直径 PAGEREF _Toc263973580 h 13 HYPERLINK l _Toc263973581 5.1第一次预热 PAGEREF _Toc263973581 h 15 HYPERLINK l _Toc263973582 5.2第二次预热 PAGEREF _Toc263973582 h 15 HYPERLINK l _Toc263973583 6 蒸发器的机械设计 PAGEREF _Toc263973583 h 17 HYPERLIN

4、K l _Toc263973584 6.1 加热室的设计 PAGEREF _Toc263973584 h 17 HYPERLINK l _Toc263973588 6.2 分离室的设计 PAGEREF _Toc263973588 h 23 HYPERLINK l _Toc263973598 7 大气冷凝器的设计 PAGEREF _Toc263973598 h 35 HYPERLINK l _Toc263973599 7.1 需用冷却水量 PAGEREF _Toc263973599 h 35 HYPERLINK l _Toc263973600 7.2 直接冷凝器的筒体直径 PAGEREF _To

5、c263973600 h 35 HYPERLINK l _Toc263973601 7.3 各管口直径 PAGEREF _Toc263973601 h 35 HYPERLINK l _Toc263973602 7.4 冷凝器的安装高度 PAGEREF _Toc263973602 h 35 HYPERLINK l _Toc263973603 7.5 淋水板的设计 PAGEREF _Toc263973603 h 35 HYPERLINK l _Toc263973604 8 泵的选择 PAGEREF _Toc263973604 h 37 HYPERLINK l _Toc263973605 9其它主要

6、部件一览表 PAGEREF _Toc263973605 h 38 HYPERLINK l _Toc263973606 结 论 PAGEREF _Toc263973606 h 40 HYPERLINK l _Toc263973607 参 考 文 献 PAGEREF _Toc263973607 h 41 HYPERLINK l _Toc263973611 致 谢 PAGEREF _Toc263973611 h 421引言1.1 文献综述1.1.1国内发展情况：废水处理是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。我国目前的废水处理主要分为

7、物理处理法、化学处理法和生物处理法3类。蒸发（或称浓缩）是指将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行蒸发浓缩的过程，主要是利用加热作用使溶液中一部分溶剂汽化而获得。所以，将废水用蒸发工艺处理，不仅废水得到了处理，而且通过蒸发作用后原料达到一定的浓度还可以回收利用，是目前国内废水处理比较常用的方法。1.1.2国外发展情况：污水处理是经济发展和水资源保护不可或缺的组成部分，其在发达国家已有较成熟的经验。如英国、德国、芬兰、荷兰等欧洲国家均已投巨资对因工业革命和经济发展带来的水污染进行治理，日本、新加坡、美国、澳大利亚等国家也对污水处理给予了较大投资，特别是新加坡并没有走先污染后治理的道路，而是

8、采取经济与环境协调发展的政策，使该国不仅在经济上进入了发达国家的行列，而且还是一个绿树成荫、碧水蓝天、环境优美的国家。国外污水处理厂建设和发展的主要特点为污水处理厂趋向于大型化。国内外对城市污水是集中处理还是分散处理的问题已经形成共识，即污水的集中处理（大型化）应是城市污水处理厂建设的长期规划目标。结合不同的城市布局、发展规划、地理水文等具体情况，对城市污水处理厂的建设进行合理规划、集中处理，不仅能保证建设资金的有效使用率、降低处理能耗，而且有利于区域或流域水污染的协调管理及水体自净容量的充分利用。1.2存在的问题：含有NaCl废水蒸发工艺及设备设计中存在的问题有：（1）能耗问题：由于废液中含

9、氯化钠的浓度较低，要回收氯化钠就必须先去掉大量的水分因而能耗较大，成本过高；（2）腐蚀问题：氯化钠溶液对设备的腐蚀性极强，其设备采用一般金属材料是不行的，需要使用钛材等特殊材料，这又加重了氯化钠的回收成本；（3）结垢问题：在蒸发回收氯化钠的过程中，蒸发室和加热管极易结垢，这将使加热管的传热系数降低，增加能源的消耗；（4）在蒸发回收氯化钠的过程中的二次汽中含3-氯丙烯、氯仿、丙烯，这三种有机物随二次汽进入冷凝水中可导致冷凝水的二次污染。2 实施方案及主要研究手段从操作方式可分为单效蒸发、多效蒸发和直接接触蒸发；按流体循环方式可分为不循环型蒸发、自然循环型蒸发、强制循环型蒸发、刮膜式蒸发及离心式薄

10、膜蒸发。设计时针对不同的物料用不同的蒸发器。正确的应用不仅能提高产品的质量，又能节能降耗、降低生产成本、提高经济效益。本次设计选择外加热式蒸发器。大气冷凝器和真空泵使得蒸发系统为真空蒸发，这样降低了各效蒸发器内溶液的沸点，使其在100以下沸腾，因而可以减轻氯化钠溶液对设备的腐蚀。由于真空度提高后，溶液的沸点随之下降，水分更容易由液相转变为汽相，当加热温度一定时，真空蒸发的蒸出速度就会提高。同时真空蒸发降低了料液的饱和温度，这样在很大程度上减轻了氯化按在蒸发的过程中的挥发程度，也就是减少了随着二次蒸汽的凝结而进入冷凝水中的氨氮含量。此外蒸发的温度降低也有利于3-氯丙稀、氯仿、丙烯物质的挥发，这样

11、使得冷凝水中含氯化钠的量有很大程度的降低。溶液的流程可以是并流、逆流、平流和错流。并流是溶液与蒸气成并流，不需要泵，成本低，但对粘度随浓度迅速增加的溶液不适宜；逆流是溶液与蒸气成逆流，适用于粘度随浓度变化较大的溶液，但热敏性溶液应有相应措施；平流是每效都加入原料液，适用于蒸发过程中伴有结晶析出场合；错流是溶液与蒸气在有些效成并流，而在有些效间则成逆流，操作复杂，实际很少应用。本次设计选择并流，并流加料的优点是：（1）由于后一效蒸发室的压力较前一效为低，故溶液在效间的输送勿需用泵，就能自动从前效进入后效。（2）由于后一效溶液的沸点较前一效为低，故前一效的溶液进入后一效时，会因过热自行蒸发。因而可

12、产生较多的二次蒸汽。（3）由末效引出完成液，因其沸点最低，故带走的热量最少，减少了热量损失。3蒸发工段物料衡算与热量衡算3.1 物料衡算已知条件：采用三效并流加料蒸发流程，进料液浓度为10%，处理量3万吨/年，年工作7200小时，加热生蒸汽表压为0.6 MPa，真空度0.085MPa。总蒸发水量W：进料量：根据氯化钠的溶解度，三效出料浓度取28%,则x0=10%，x3=28%。总蒸发水量。3.2 热量衡算 3.2.1各效浓度估算因为没有引出额外蒸汽，可假设各效的水分蒸发量相等，故有：则各效中的溶液浓度为：3.2.2各效沸点和有效传热温差的计算（1）等压降分配设蒸汽压力按等压降分配，取P0=0.

13、6MPa（绝压）， P3=0.02MPa(绝压)，则每效压降为:可据此求得各效二次蒸汽压，并查得各有关参数列于下表：表3-1 各效蒸汽参数效效效加热蒸汽压力P，MPa0.60.4070.214加热蒸汽饱和温度Ti = 1 * GB3 ，158.7143121加热蒸汽的汽化热，kJ/kg2113.22139.92199.2二次蒸汽压力Pi，MPa0.4070.2140.021二次蒸汽的饱和温度ti，14412261.1 = 1 * GB3 考虑蒸汽管路的阻力，此温度比前效的二次蒸汽温度下降1.0。（2）各效蒸发器中的传热温差 取效中的溶液浓度等于该效的出口浓度，因此以出口浓度来确定溶液的沸点。下

14、面用表列出各相应数据表3-2 各效参数效效效溶液浓度xi，%12.7317.5028.00溶液密度，kg/m3109111281204蒸发压力P，MPa0.4070.2140.0020.00540.00560.0059P=P+P,MPa0.41240.21960.0259在P下的水的饱和温度tP，144.5125.263.9沸点升高 = 1 * GB3 ，2.348溶液的平均温度tim ，146.8129.271.9有效传热温差， 11.913.849.1有效总传热温差，74.8 = 1 * GB3 沸点升高是根据图2-2查出。蒸发器内液层高度取2.5m。3.2.3水分蒸发量的初步计算（1）求

15、取各效的蒸发系数和自蒸发系数，其中热利用系数取0.98，其中进料氯化钠溶液温度取 80。由表中数据代入上式得：，由表中数据代入上式得：，（2）将各效的、代入式W1=0.988D+(41673.601)（-0.031）0.98W2=0.982W1+(41673.6014.187 W1)0.0080.98W3=0.934W2+（41673.6014.187W14.187W2) 0.0240.98W1+W2+W3=2679由上面四式联立，可解出得：（3）传热面积相对偏差：，应进行复算。（4）各效有效温差的分配列表如下：表3-3 各效有效温差分配效效效加热蒸汽量Di，kg/h1371856.7930.

16、9蒸汽的蒸发热，kJ/kg2113.22139.92199.2热负荷Qi=Di，kJ/h8.981066.121066.60106传热系数 Kii/ Ki， 536.5509.2947.8有效传热温差，20.1319.1035.563.2.4初设值的复核（1）由各效水分蒸发量反算各效溶液浓度（2）反推各效蒸发压力由于各效的有效传热温差与初设值有差异，各效的溶液浓度也与初设值不同，所以各效操作压力与等压差的设定值不同，反推后的结果列于下表：表3-4 设定值与复算值比较效效效设定值反推结果设定值反推结果设定值反推结果溶液浓度xi，%12.7312.5917.5017.51

17、28.0027.99加热蒸汽温度Ti，158.7158.7143133.2121103.9溶液沸点升高，2.02.043.188有效传热温差ti，11.92013.82049.131因液柱静压引起的沸点升高，0.50.52.82.83.23.2管路阻力的蒸汽降温，1.01.01.01.01.01.0二次蒸汽的温度ti，144134.2122104.961.161.1（3）各效蒸发器传热面积的计算表3-5 结果总汇效效效加热蒸汽量Di，kg/h1371856.7930.9加热蒸汽饱和温度Ti，158.7133.2103.9加热蒸汽压力Pi，MPa0.60.30.117蒸汽的蒸发热，kJ/kg21

18、13.22170.22248.3传热系数 Ki效传热温差ti，202031传热面积S=Qi/( Kiti)，m226.8325.8226.79相对偏差：，符合要求。各效传热面积比较接近，考虑到20%的安全系数，则传热面积取为，圆整后取S=35。4 管径的选择4.1 效接管直径4.1.1加热室按公式式中 ：体积流量，; ：流速，m/s。（1）料液进口直径F：质量流量，F=4167 ：料液流速，取=1.5 m/s：料液密度,=1040.5 kg/m（80时溶液的密度）管子规格：383管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN32-0.6 RF(2) 生蒸汽进口直径：生蒸

19、汽流速，取=18 m/sD：生蒸汽流量，D=1371 kg/h：生蒸汽密度，=3.1686 kg/m（158.7时的蒸汽密度）。管子规格：1084管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN100-0.6 RF(3) 冷凝水排出口直径生蒸汽在饱和温度下冷凝，故冷凝水温度取158.7：水的流速，取=1.0 m/sD：冷凝水流量，D=1371 kg/h：水的密度，=908.6kg/m（158.7时的密度）管子规格：383管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN25-0.6 RF4.1.2 分离室(1) 出汽口直径：二次蒸汽流速，取=18 m/sW1：二次蒸汽流量， kg/h：二次蒸汽密度,=1

20、.6796 kg/m（134.2时的蒸汽密度）。管子规格：1334管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN125-0.6 RF(2) 出料口直径：料液流速，取 =1.5 m/sF-W1：料液流量，F-W1=4167-856.7=3310.3 kg/h：料液密度,=1046.3 kg/m（134.2时的密度）管子规格：383管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN32-0.6 RF4.2 效接管直径4.2.1加热室(1) 料液进口直径取值与效分离室出料口直径相同。(2) 加热蒸汽进口直径效的加热蒸汽即为效的二次蒸汽，故进口直径与效二次蒸汽出口直径相同。(3) 冷凝水排出口直径：水的流速，

21、取=1.0 m/sW1：冷凝水流量，W1=856.7 kg/h：水的密度，=954.8 kg/m（104.9时的密度）管子规格：252管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN20-0.6 RF4.2.2 分离室(1) 出汽口直径：二次蒸汽流速，取=18 m/sW2：二次蒸汽流量，W2=930.9 kg/h：二次蒸汽密度，=0.7015 kg/m（104.9时的蒸汽密度）。管子规格：2194管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN200-0.6 RF(2) 出料口直径：料液流速，取=1.5 m/sF-W1-W2：料液流量，F-W1-W2=4167-856.7-930.9=2379.4 k

22、g/h：料液密度,=1097.8 kg/m（104.9时的密度）管子规格：323管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN25-0.6 RF4.3 效接管直径4.3.1加热室(1) 料液进口直径取值与效分离器出料口直径相同。(2) 加热蒸汽进口直径效的加热蒸汽即为效的二次蒸汽，故进口直径与效二次蒸汽出口直径相同。(3) 冷凝水排出口直径：水的流速，取=1.0 m/sW2：冷凝水流量，W2=930.9 kg/h：水的密度,=982.6 kg/m（60.1时的密度）管子规格：252管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN20-0.6 RF4.3.2 分离室(1) 出汽口直径：二次蒸汽流速，取

23、=18 m/sW3：二次蒸汽流量，W3=890.9 kg/h：二次蒸汽密度,=0.13068 kg/m（60.1时的蒸汽密度）。管子规格：4268管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN400-0.6 RF(2) 出料口直径：料液流速，取 =1.5 m/sF-W1-W2-W3：料液流量，F-W1-W2-W3=1488.5 kg/h：料液密度,=1175.2 kg/m（60.1时的密度）管子规格：252管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN20-0.6 RF5 预热器的设计5.1第一次预热用效产生的二次蒸汽对原料液进行第一次预热，使原料液从20预热至55。假设则JB/T4715-92

24、选择固定管板式换热器 换热管表5-1 预热器参数表公称直径DN/mm公称压力PN/MPa管程数NP管子根数n中心排管数管程流通面积m2换热管长度mm计算换热面积 m24000.6476110.006015008.45.2第二次预热用效产生的冷凝水进行第二次预热，使原料液从55预热至80。设由能量守恒知JB/T4715-92 选择固定管板式换热器 换热管表5-2 预热器参数表公称直径DN/mm公称压力PN/MPa管程数NP管子根数n中心排管数管程流通面积m2换热管长度mm计算换热面积 m24000.6476110.006015008.46 蒸发器的机械设计6.1 加热室的设计6.1.1 加热室中

25、换热管的排布及壳体内径的计算本设计采用的管子，全管长3米，上下管板大概占0.1米，故换热管的有效换热长度为：。每根管子的面积为：所需管子总数大概为：本蒸发器中换热管按正六边形排列，通过查GB151-1999，并为了获得较大的操作弹性，选择所需管子总数最大为241根的排列方式，其正六边形的数目为8，对角线上换热管数为17，六角形内管数为217，弓形部分的管数为24。取管间距最外层管子的中心到壳体内壁的距离壳体内径 ，圆整后D=500mm。6.1.2 加热室壁厚计算及水压试验校核（1）效设计条件表6-1 设计条件表名称管程壳程工作介质NaCl蒸汽，冷凝水工作压力 KPa200500工作温度 进口8

26、0158.7 出口134.2设计压力 KPa220550设计温度 134.2158.7传热面积 35（2） 蒸发器壁厚计算及水压试验校核 所选材料为TA2。1) 筒体壁厚计算 筒体承受内压 式中 ：计算厚度 ：计算压力 ：焊接接头系数 =1 ：设计温度下的材料许用应力 ，158.7下材料的许用应力为137 ：筒体内径 因，所以。 负偏差， 腐蚀裕量， 名义厚度为，做换热设备时综合考虑取. 2) 封头壁厚计算 采用标准椭圆形封头 ：设计温度下的材料许用应力 ，158.7下材料的许用应力为137 因，所以。名义厚度为，标准椭圆形封头壁厚与筒体的壁厚取为相同，由化工设备机械基础表8-12查得，直边高

27、度为。（3） 水压试验压力及强度校核壳程水压试验压力及强度校核 式中 :内压容器的试验压力， ：设计压力， ：试验温度下材料许用应力， ：设计温度下材料许用应力， 试验压力下的筒体薄膜应力 式中 ：有效厚度， ：常温下材料的屈服极限， 所以水压试验安全。管程水压试验压力及强度校核 式中 :内压容器的试验压力， ：设计压力， ：试验温度下材料许用应力， ：设计温度下材料许用应力， 试验压力下的筒体薄膜应力 式中 ：有效厚度， ：常温下材料的屈服极限， 所以水压试验安全。6.1.3 管板的确定管板厚度为32。材料为TA2 管板兼做法兰。根据JB/T4701-2000查得，法兰外径D=615mm，D

28、1=580mm，d=18mm，螺柱选用M16。6.1.4 折流板设计折流板形式为单弓形，根据GB151-1999中表41和表42，取板间距为500， 共5块，厚度为10。折流板名义外直径为缺口弦高弓形高度6.1.5 拉杆、定距管设计根据GB151-1999中表43和表44查得，拉杆直径为12，共4个，均布在管束的外边缘。 6.1.6 补强计算效加热室蒸汽进口的开孔补强计算(1) 补强方法判别： 开孔直径 本筒体开孔直径 满足等面积发开孔补强计算的适用条件，故可用等面积法进行开孔补强计算。(2) 开孔所需补强面积 式中 :筒体计算厚度， ：接管厚度 ：接管有效厚度， ：强度削弱系数， （3）有效

29、补强范围 . 有效宽度B 取大值 故 . 有效高度 外侧有效高度 取小值 故 内侧有效高度 取小值故（4）有效补强面积 封头多余金属面积 封头有效厚度 封头多余金属面积 接管多余金属面积 接管计算厚度 接管多余金属面积 接管区焊缝面积（焊脚取） 有效补强范围 开孔后不需另行补强。 因最大开孔不需要补强，所以所有接管都不需另行补强。6.1.7 支座的选取采用B型悬挂式支座，四个考虑水压试验时设备总重量支座承受载荷据JB/T4725-92表3选B2螺栓分布圆直径6.2分离室的设计6.2.1 效分离室（1）分离室直径的确定 通过查表可得压强为0.02 MPa时蒸汽的密度为0.13068 kg/m，溶

30、液的密度为1204 kg/m，所以二次蒸汽的体积流量为 。取圆整为1300 mm筒体高度，圆整为2100mm。（2）分离室壁厚计算选材料 TA2设计压力 0.1MP设计温度 60.11) 椭圆形封头壁厚计算 采用标准椭圆形封头因承受外压，假设其名义厚度，有效厚度 于是 2）锥形封头设计 取ri=0.15Di，则ri=195mm；。查表8-308得， 假设 当量圆筒的当量厚度 当量长度 其中 于是 , 查图9-78得， ，且接近。所以，假设的厚度合格。3) 筒体壁厚因承受外压，初设筒体的名义厚度，查表知，负偏差 。腐蚀裕度 。有效厚度。筒体外径。筒体的计算长度 属于薄壁圆筒。查图9-78得，所以

31、，假设的厚度合格。综合考虑，筒体与封头取相同壁厚。（3） 水压试验校核试验压力：试验压力下的筒体薄膜应力式中 ：有效厚度， ：常温下材料的屈服极限， 因，所以水压试验安全。（4）开口补强计算蒸汽出口的开孔补强计算1) 补强方法判别： 开孔直径 本筒体开孔直径 满足等面积发开孔补强计算的适用条件，故可用等面积法进行开孔补强计算。2) 开孔所需补强面积 式中 :筒体计算厚度， ：接管厚度 ：接管有效厚度， ：强度削弱系数， 3）有效补强范围 . 有效宽度B 取大值 故 . 有效高度 外侧有效高度 取小值 故 内侧有效高度 取小值故4）有效补强面积 封头多余金属面积 封头有效厚度 封头多余金属面积

32、接管多余金属面积 接管计算厚度 接管多余金属面积 接管区焊缝面积（焊脚取） 有效补强范围 开孔后不需另行补强。因最大开孔不需要补强，所以所有接管都不需另行补强。（5）支座的选择采用B型悬挂式支座，四个 考虑水压试验时设备总重量 支座承受载荷 据JB/T4725-92表3选B4 螺栓分布圆直径（6）视镜的选择根据HGJ501-86-20,选视镜，2个。6.2.2 效分离室（1）分离室直径的确定通过查表可得压强为0.117 MPa时蒸汽的密度为0.682 kg/m，溶液的密度为1128 kg/m，所以二次蒸汽的体积流量为 。取圆整为900 mm筒体高度，圆整为1500mm。（2）分离室壁厚计算选材

33、料 TA2设计压力 0.1MP设计温度 103.91) 椭圆形封头壁厚计算 采用标准椭圆形封头 因承受外压，假设其名义厚度，有效厚度 于是 假设其名义厚度，有效厚度 于是 ，且接近。故。2）锥形封头设计 取ri=0.15Di，则ri=135mm；。查表8-308得， 假设 当量圆筒的当量厚度 当量长度 其中 于是 , 查图9-78得， ，且接近。所以，假设的厚度合格。3) 筒体壁厚因承受外压，初设筒体的名义厚度，查表知，钢板负偏差 。腐蚀裕度 。有效厚度。筒体外径。筒体的计算长度 属于薄壁圆筒。查图9-78得，所以，假设的厚度不合格，需重新计算。经计算满足要求。（3）水压试验校核试验压力：试验

34、压力下的筒体薄膜应力式中 ：有效厚度， ：常温下材料的屈服极限， 因，所以水压试验安全。（4）支座的选择采用B型悬挂式支座，四个 考虑水压试验时设备总重量 支座承受载荷 据JB/T4725-92表3选B2 螺栓分布圆直径（5）视镜的选择根据HGJ501-86-20,选视镜，2个。6.2.3 效分离室（1）分离室直径的确定 各效分离室中蒸汽速度可按下式估算 式中 ：蒸发室中蒸汽平均上升速度 、 ：溶液和蒸汽的密度 ：雾沫携带因子，对于水溶液取为通过查表可得压强为0.3 MPa时蒸汽的密度为1.6501 kg/m，溶液的密度为1074 kg/m，所以二次蒸汽的体积流量为 。取圆整为700 mm筒体

35、高度，圆整为1200mm。 （2）分离室壁厚计算选材料 TA2设计压力 设计温度133.21) 筒体壁厚计算 筒体承受内压 式中 ：计算厚度 ：计算压力 ：焊接接头系数 =1 ：设计温度下的材料许用应力 MPa，133.2下材料的许用应力为137 ：筒体内径 因，所以。 负偏差， 腐蚀裕量， 名义厚度为，做换热设备时综合考虑取。 带折边锥形封头壁厚计算当pc5MP，可用简化式计算壁厚，即取，时，由表8-148查得f0=1.11。 因，所以。 负偏差， 腐蚀裕量， 名义厚度为，做换热设备时综合考虑取。3) 标准椭圆封头壁厚计算 因，所以。 负偏差， 腐蚀裕量， 名义厚度为，做换热设备时综合考虑取

36、。（3） 水压试验校核试验压力：试验压力下的筒体薄膜应力式中 ：有效厚度， ：常温下材料的屈服极限， 因，所以水压试验安全。（4）支座的选择采用B型悬挂式支座，四个考虑水压试验时设备总重量支座承受载荷据JB/T4725-92表3选B2螺栓分布圆直径（5） 视镜的选择据HGJ501-86-20,选视镜，2个。6.3循环管根据经验取值，取循环管的截面积为加热管总截面积的80%。故循环管的直径为管子规格：21947 大气冷凝器的设计7.1 需用冷却水量采用多孔板冷凝器，第三效的二次蒸汽温度为61.1，考虑管道阻力损失1.0，则进入冷凝器的蒸汽温度为60.1，查表得，它的焓，密度=0.13068kg/

37、m。冷却水进口温度，出口温度，则所需冷却水量G为：7.2 直接冷凝器的筒体直径蒸汽进入冷凝器后，在冷凝器横截面上的气速一般取为15-20，最大可取25，现取圆整后，。7.3 各管口直径蒸汽进口直径，取。不凝气出口直径，因。冷却水进口直径冷却水出口直径(大气腿直径)：，取。7.4 冷凝器的安装高度7.5 淋水板的设计7.5.1 淋水板数本设计取4块7.5.2 淋水板间距 采用上密下稀的不等距排列7.5.3 弓形淋水板宽度b顶层弓形板，其它各板，7.5.4 淋水板的堰高h D0.5m， h=0.04m。7.5.5 淋水孔径d不循环使用的洁净冷却水，d=0.0040.005m，若冷却水质量差，或循环

38、使用时，选d=0.006m0.01m。考虑经济性，使冷却水循环水循环使用，选取淋水板的孔径为0.008m。7.5.6 淋水孔数n顶层圆缺形淋水板，要求全部水量通过淋水孔：其它各板，考虑有50%冷却水是过堰溢流，只有50%水通过淋水孔：孔的排列按正六角形。7.5.7水槽容积。8 泵的选择8.1真空泵的选择设系统容积为80m3，忽略G1+G2，由图查得20KP时Ga=20kg/h，则G3=2Ga=40 kg/h。当tw=30时，由图查得冷却水放出空气量为0.021 kg/m3，则G4=未冷凝蒸汽量按0.5%的二次蒸汽量计算，则8.2选泵一览表根据各相关管道内介质的流量、扬程、等条件，选择泵的形式如

39、下表8-1 选泵一览表名称型号转速(r/min)流量()扬程(m)电机功率(kW)P01IH50-32-20014506.312.51.1P02IH50-32-20014506.312.51.1P03IH50-32-12514506.35.00.55P04IH50-32-12514506.35.00.55P05IH150-32-12514503.7512.90.55P06IH80-65-16029003.755.750.55P07SK-39其它主要部件一览表表9-1 压力表一览表设备位号型号接头螺纹精确度等级PI0101Y-150:0-0.6MPaM201.51.5PI0102Y-150:0-

40、0.6MPaM201.51.5PI0103Y-150:0-0.6MPaM201.51.5PI0104Y-150:0-0.6MPaM201.51.5表9-2 蒸发器各部件的主要尺寸(单位:)蒸发器效效效加热室壳体换热管 分离室循环管接管法兰加热蒸汽进口接管法兰冷凝水排放管接管法兰进料口接管法兰出料口接管法兰二次汽出口接管法兰结 论本设计任务是年产3万吨氯化钠蒸发。氯化钠为原料液，初始浓度为10%。此设计具有以下特点：根据料液性质以及其他要求确定用三效顺流，并采用外加热式自然循环蒸发器。根据设计条件，对外加热式自然循环蒸发器、预热器、大气冷凝器进行了工艺设计，绘制了加热室、分离室的装配图以及部分非

41、标准零部件图。依据生产经验和有关资料，确定了适宜的工艺流程图和设备布置，绘制工艺流程图和设备布置图。充分利用能源，用三效的二次蒸汽和一效的冷凝水预热原料液。这套装备的主要材料是TA2，主要设备为加热室、分离室。参 考 文 献1郑津洋，董其武，桑芝富. 过程设备设计M. 北京:化学工业出版社，2002 第二版2陈敏恒，丛德滋，方图南. 化工原理M. 北京:化学工业出版社，2006 第二版3GB150-1998. 钢制压力容器S. 北京:中国标准出版社4高金莲. 工程图学M. 机械工业出版社，20055黄振仁，魏新利. 过程装备成套技术M. 北京:化学工业出版社，2008 第二版6洪国宝. 钛制化

42、工设备M. 北京:化学工业出版社 20037时钧，汪家鼎，余国琮等. 化学工程手册M. 北京；化学工业出版社 19968董大勤. 化工设备机械基础M. 北京:化学工业出版社,20029JB/T47462002. 钢制压力容器用封头S. 北京:中国标准出版社10姚玉英，黄凤廉，陈常贵等. 化工原理M. 天津：天津大学出版社，199911尹华江. 真空制盐蒸发罐罐型结构浅析J. 中国井矿盐,1994，5：131612周全. 粗粒盐的结晶环境及蒸发结晶器结构的讨论J. 中国井矿盐,1999，6：22 2713孙传庆，刘仁江. 食盐水溶液多效蒸发平流加料流程的计算J . 石河子大学学报，2004，22

43、(3)：25525614宋志青. 蒸发结晶操作中传热温差的选择J. 化工设计,1994,4:192215安连英,张晓阳. 生产硫酸钾工艺中氯化钠的蒸发结晶研究J. 海湖盐与化 工,2002,31(1):121516杨进. 试谈提高真空制盐蒸发传热系数的途径J. 海湖盐与化工，1995，6：242717李叶萌，王学魁等. 真空制盐生产中的防垢除垢方法J. 盐业与化工，2006，36（2）：343818机械工业委员会. 泵类产品样本. 北京:机械工业出版社，199019GB151-1999.管壳式换热器S. 北京：中国标准出版社致 谢毕业设计是在大学里最后的学习机会了，伴随着毕业设计的结束，我们的

44、大学生活也随之结束。毕业设计是大学四年的一个总结，是对我们的一次考验，是总体能力的一次提升。通过这次设计使我对以前的知识有了新的领会，对本专业将来要做的工作有了初步认识。毕业设计过程中，我查阅了很多关于氯化钠工业废水处理方面的知识，并把与设计相关的应用在自己的设计中。从毕业设计当中，我学到了很多知识，培养了良好的思考和学习能力。整个毕业设计都是在王德武老师的精心指导下完成的，在此，向王德武老师表示感谢。此外，王老师严谨的治学态度、兢兢业业的工作精神和一丝不苟的作风给我留下了十分深刻的印象，这些精神和态度是我在今后的学习和工作中应该秉持的。此外，在毕业设计过程中，还得到了本专业其他老师宝贵的建议

45、和帮助。从他们身上，我学到了积极的学习及工作态度，这些难得的收获对我今后的学习和工作是十分有帮助的，衷心感谢他们。同时，我们组的同学在平时学习和讨论中相互帮助，解决了很多难题，在此也向他们表示衷心感谢。 附录资料：不需要的可以自行删除SBS改性沥青卷材防水施工工艺1 执行标准1.1 GB/T19001ISO90012000质量管理体系 要求1.2 GB503002001建筑工程施工质量验收统一标准 1.3 GB502072001屋面工程质量验收规范1.4 工程建设标准强制性条文（房屋建筑部分2002年版）1.5 JGJ5999建筑施工安全检查标准2 施工工艺2.1 施工准备2.1.1 施工前准

46、备工作2.1.1.1 防水工程施工前，掌握施工图中的关于防水工程细部构造及有关技术要求，并应编制防水方案或保证质量技术措施。2.1.1.3准备好防水材料和冷底子油的溶剂或成品、涂刷冷底子油、嵌填密封材料、铺贴卷材、清扫基层等施工操作中各种必须的工具、用具、机械以及安全设施、灭火器材。2.1.1.4 检查找平层的施工质量是否符合要求。当出现局部凹凸不平、起砂起皮、裂缝以及预埋不稳等缺陷时，可按表7.1进行修补。 找平层缺陷的修补方法 表7.1缺陷种类修补方法凹凸不平铲除凸起部位。低凹处应用1：2.5水泥砂浆掺10%15%107胶补抹，较浅时可用素水泥掺胶涂刷；对沥青砂浆找平层可用沥青胶结材料或沥

47、青砂浆填补。起砂、起皮要求防水层与基层牢固粘结时必须修补。起皮处应将表面清除，用水泥素浆掺胶涂刷一层，并抹平压光。裂缝满粘法施工的卷材及涂膜防水层应对裂缝进行修补。当裂缝宽度0.5mm时，可用密封材料刮封，上铺隔离条0.5mm时，沿缝凿成V形槽（200.520mm），清扫干净后嵌填密封材料，再做100mm宽防水涂料层。预埋件固定不稳定凿开重新灌筑掺107胶或膨胀剂的细石混凝土，四周按要求作好坡度。2.1.2 材料2.1.2.1卷材：根据设计要求及防水等级，采用厚度不同2、2.5、3.0mmSBS改性沥青卷材。2.1.2.2冷底子油，厂家已制作好的配套品种。2.1.3主要机具2.1.3.1工具：

48、石油液化罐、高压胶管、喷枪或喷灯、小油灰铲刀、排刷。2.1.3.2 护具：帆布手套、皮手套、平底胶鞋、工作服。2.1.4 作业人员：由具有防水资质专业施工队组施工。2.2 作业条件2.2.1 材料要求SBS改性沥青防水卷材必须符合设计要求，外观质量要符合表7.2的要求，要有出厂合格证和试验报告。 SBS改性沥青防水卷材外观质量 表7.2项 目质 量 要 求孔洞、缺边、缺口不允许边缘不整齐不超过10mm胎体露白、未浸透不允许每卷卷材的接头不超过1处，较短的一段不应小于1000mm，接头处应加长150mm2.2.2 作业人员要求：防水工程的施工应由经资质审查合格的防水专业队组进行施工。工作人员应持

49、有当地建设行政主管部门颁发的上岗证。2.2.3 工作环境要求2.2.3.1找平层应干燥，坚实平整不起砂，含水率小于9%或空铺1m2卷材34h后检验未见水印即为合格。2.2.3.2 屋面的转角及大烟囱、出入孔等阴阳角找平层，要抹成平缓的半圆弧形。2.2.3.3 伸出屋面管道周围的找平层应做成圆锥台、管道与找平层间应留凹槽，并用嵌填密封材料。2.2.3.4 雨天、雪天严禁进行卷材施工。五级风及其以上时不得施工，气温低于0时不宜施工，如必须在负温下施工时，应采取相应措施，以保证工程质量。热熔法施工时的气温不宜低于10。施工中途下雨、雪，应做好已铺卷材四周的防护工作。2.2.3.5夏季施工时，屋面如有

50、露水潮湿，应待其干燥后方可铺贴卷材，并避免在高温烈日下施工。2.3 操作工艺（见图7.1）卷材防水施工工艺流程图（图7.1）基层表面清理、修补工作基层表面清理、修补工作喷、涂基层处理剂节点附加增强处理定位、弹张、试铺铺贴卷材收头处理、节点密封收头处理、节点密封清理、检查、修整保护层施工2.3.1 清理基层将施工部位的基层清扫干净。2.3.2 刷冷底子油冷底子油作为基层处理剂主要用于热粘贴铺设沥青卷材。涂刷冷底子油的品种要视卷材而定，不可错用。涂刷要薄而均匀，不得有空气、麻点、气泡，也可用机械喷涂。如果基层表面过于粗糙，宜先刷一遍慢挥发性冷底子油，待其表面干后，在刷一遍快挥发性冷底子油。涂刷时间

51、宜在铺贴前12d进行，使油层干燥而又不沾染灰尘。2.3.3 铺贴附加层在雨水口、檐沟、烟囱根部、阴阳角等部位预先用SBS卷材或涂膜贴一层增强加层。2.3.4 铺屋面卷材根据设计要求SBS改性沥青卷材可以采用空铺、点粘、条粘、满粘法施工，并要符合施工规范（GB502072002）要求。通常都采用满粘法，而条粘、点粘和空铺法更适合于防水层上有重物覆盖或基层变形较大的场合，是一种克服基层变形拉裂卷材防水层的有效措施，设计中应明确规定、选择适用的工艺方法。空铺：铺贴卷材防水层时，卷材与基层仅在四周一定宽度内粘贴，其余部分不粘贴的施工方法；条粘法：铺贴卷材时，卷材与基层粘结面不少于两条，每条宽度不小于1

52、50mm；点粘法：铺贴防水卷材时，卷材或打孔卷材与基层采用点状粘结的施工方法。每平方米粘结不少于5点，每点面积为100mm100mm。无论采用空铺、条粘还是点粘法，施工时都必须注意，距屋面周边800mm内的防水层应满粘，保证防水层四周与基层粘结牢固，卷材与卷材之间应满粘，保证搭接严密。2.3.4.1 铺设方向卷材的铺设方向应根据屋面坡度和屋面是否有振动来确定。当屋面坡度小于3%，卷材宜平行于屋脊铺贴；屋面坡度大于15%或受振动时，沥青卷材应垂直于屋脊铺贴；SBS改性沥青卷材可根据屋面坡度、屋面是否受振动、防水层的粘结方式、粘结强度、是否机械固定等因素综合考虑采用平行或垂直屋面脊铺巾。上下层卷材

53、不得相互垂直铺贴。上下层卷材不得相互垂直铺贴。2.3.4.2对设有分格缝的屋面，对分格缝用防水油膏嵌缝，并铺贴一层卷材附加层（200mm宽，单边粘贴）。2.3.4.3 对设有保温层的屋面应在保温层和找平层中留置排气槽，要求排气道纵横贯通，每36m2设一排气孔，并与排气槽上铺贴一层卷材附加层（不少于200mm宽）。2.3.4.4卷材铺贴，平行于屋脊开始，从檐口开始往上铺，将喷火枪（或喷灯）调整就绪，然后对准卷材与基层的交界面（喷枪与卷材的距离保持50100mm），在卷材表面热熔胶熔化并发黑有光泽时，进行滚动粘贴，卷材向前滚动时，要求边缘有热熔胶溢出，并用小刀刮平封实。在卷材滚动过程中，须对卷材压

54、实，不许空鼓。2.3.4.5 卷材的搭接宽度（见表7.3） 卷材搭接宽度（mm） 表7.3卷 材种 类卷 材种 类铺 贴方 法短边搭接长边搭接满贴法空铺、点粘、条粘法满粘法空铺、点粘、条粘法沥青防水卷材10015070100SBS改性沥青防水卷材80100801002.3.4.6卷材之间（即边接缝）粘接时用喷枪对准上下层卷材烧至熔化，然后用力挤压边缘有热熔胶溢出，用刮刀修平封实。2.3.4.7 卷材施工时，对屋面所有管道、烟囱口、水落口等节点周围及转角处剪开的卷材用密封胶封牢。2.3.5 细部防水做法2.3.5.1 天沟、檐沟、檐口防水做法a. 天沟、檐沟应增铺附加层，应采用防水涂膜作为增强层

55、。b. 天沟、檐沟与屋面的交接处的附加层宜空铺，空铺的宽度不应小于200mm。（图7.2（1）a）c. 卷材防水层应由沟底翻上至沟外檐顶部，卷材收头应用压条或垫片钉压固定，并用密封材料封口。（图7.2（1）b）d. 高低跨内排水天沟与立墙交接处，应采用能适应变形的密封处理。（图7.2（1）c ）e. 铺贴檐口800mm范围内的卷材应采取满粘法。f. 卷材收头应压入凹槽，采用压条或垫片钉压固定，并用密封材料封口。g. 檐口下端应抹出鹰嘴和滴水槽。2.3.5.2 女儿墙泛水防水做法a. 铺贴泛水处的卷材应采取满粘法。b. 女儿墙较低，卷材铺到压顶下，并用金属或钢筋砼板盖压。（图7.2（2）a）c.

56、 砖墙卷材收头可直接铺压在女儿墙压顶下，也可压入砖墙凹槽上部的墙体应做防水处理。（图7.2（2）b）d. 女儿墙为混凝土时，卷材收头直接用压条固定与墙上，用密封材料封固，并在收头上部作柔性保护层。（图7.2（2）c）2.3.5.3 屋面变形缝的做法a. 变形缝的泛水高度不应小于250mm。b. 防水层应铺贴到变形缝两侧砌体的上部。c. 变形缝内宜填充泡沫塑料或沥青麻丝，上部填放衬垫材料，并用卷材封盖，顶部应加扣混凝土或金属盖板，混凝土盖板的接缝应用密封材料嵌填。（图7.2（3）d. 在变形缝中间放置一条聚乙烯发泡棒或板，或先整个覆盖一层卷材，并向缝中凹伸，上放圆棒，圆棒是覆盖卷作形造型模架。e

57、. 卷材盖过变形缝，并作成形，封闭处理，金属盖板或砼盖板作保护层。2.3.5.4 水落口处节点防水处理：a. 水落口杯上口的标高应设置在沟底的最低处。b. 防水层贴入水落口杯内不应小于50mm。c. 水落口杯周围500mm内增大坡度不应小于5%，并采用防水涂料或密封材料涂封，涂料厚度不应小于2mm。（图7.2（4）a）d. 水落口杯与基层接触处应留宽20mm、深20mm凹槽，并嵌填柔性密封材料，避免水落口节点的渗漏发生。（图7.2（4）b）e. 水落口杯埋设标高应考虑水落口设防时增加附加层和柔性密封层的厚度及排水坡度加大的尺寸。2.3.5.5 伸出屋面管道及出入口防水做法a. 管道根部直径50

58、0mm范围内，砂浆找平层应抹出高度不小于30mm的圆台，管道与找平层间应留20mm20mm的凹槽，并嵌填密封材料，防水层收头处应用金属箍箍紧，并用密封材料封严。（图7.2（5）a）b. 管道根部四周应增铺附加层，宽度和高度均不应小于250mm。c. 屋面垂直出入口防水层收头应压在砼压顶圈下，水平出入口防水层收头应压在砼踏步下，防水层的泛水应设保护墙。（图7.2（5）b）2.3.6 卷材防水层保护层施工应符合下列规定2.3.6.1用浅色涂料保护层时，应等卷材铺贴完成，并经检验合格，清扫干净涂刷。涂层应与卷材粘结牢固，厚满均匀，不得漏涂。2.3.6.2 用水泥砂浆作保护层时，表面应抹平压光，并应设

59、表面分格缝，分格面积宜为1m2。2.3.6.3用块体材料作保护层时，宜留设分格缝。分格面积不宜大于100mm2；分格缝宽度不宜小于20mm。2.3.6.4用细石混凝土作保护层时，混凝土应振捣密实，表面抹光压光，并留设分格缝。分格面积不宜大于36m2。2.3.6.5 刚性保护层与女儿墙、山墙之间应预留宽度为30mm的缝隙，并用密封胶嵌填严密。2.3.6.6水泥砂浆、块材或细石混凝土保护层与防水层之间设置的隔离层应平整，起到完全隔离作用。2.4 安全注意事项2.4.1卷材严禁在雨天、雪天、大风天气，温度低于5不得施工。中途下雨应做已铺卷材周边的防护工作。2.4.2 对石油液化罐、喷枪、喷灯的开关、连接件、胶管进行检查是否漏气、漏油，如发现应及时修理和更换。2.4.3在防水层上安装避雷带、天线、隔热板及各种管件和设备时，应谨慎作业，不得损坏防水层。2.4.4卷材宜直立堆放，并储放于通风的室内，切忌日晒、雨淋和于热源接触。2.4.5卷材操作人员必须穿长袖口衣服和长裤，并带手套，禁止赤脚或穿硬底、高跟鞋作业。2.5 过程能力预先鉴定在正式施工前，应对操作人员、材料、机具、环境等过程能力进行预先鉴定，填写“特殊过程能力预先鉴定表”（程序文件表QCX093），并按照选择的防水参数进行