蒸发器工艺计算方法示例

思路：一、先确定工艺流程二、求初始各效蒸发水量115℃220℃〔15-20℃〕3、确定最终一效二次蒸汽压强，一般为10KPa，并对应出温度。4、推出其它各效和生蒸汽温度及压强。5、设计换热器位置、加热蒸汽或热水来源，冷凝水温度。6、列方程组求各效蒸发水量，作为初始值。三、重计算各效蒸发水量1、确定苦卤沸点升〔试验确定，或参考专利“一种沸石法从海水提取硫酸钾的方法127℃〕W W W W依据各效蒸发水量比例，确定其余各效料液沸点升。1t

t2升2

t3

t4升42、依据各效沸点升、传热温差20℃、以及末效温度，从末效开头推出各效状态和生蒸汽状态。方案2：四效逆流，并且增加两个换热器系统示意图W W W WD 1 2 3 4Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ效 效 效 效L L L L3 21 2L4N111N N01 02

1 L01 L0N22N4.24.2蒸发系统示意图求初始各效蒸发水量根底数据115℃220℃〔15-20℃〕3、确定最终一效二次蒸汽压强，一般为10KPa，并对应出温度。4、推出其它各效和生蒸汽温度及压强。5、设计换热器位置、加热蒸汽或热水来源，冷凝水温度。6、列方程组求各效蒸发水量，作为初始值。各效常数表生蒸汽Ⅰ效 Ⅱ效二次汽二次汽Ⅲ效Ⅳ效压力，KPa 1136.80493.68 172.2855.7110蒸汽温度，℃ 185.3150.3 115.380.345.3蒸汽汽化热，KJ/KG 1995.902112.87 2215.572308.032388.7蒸汽焓，KJ/KG 2782.712746.40 2699.392644.192578.4物料温度，℃165.3 130.395.360.3〔1〕富钾卤水：F=218997.81kg/h，t0=25℃。p0〔2〕中间卤水：C ：3.316kJ/〔kg℃。p0〔3〕总蒸发水量：108110.03kg/h12热量衡算蒸发水衡算：1效二次汽量+2效二次汽量+3效二次汽量+四效二次汽量=总蒸发水量w1+w2+w3+w4=108110.03+四效进料热量=四效出汽热量+四效出料热量2308.03*w3+3.316*218997.81*25=2578.4*w4+3.316*(218997.81-w4)*60.3换热器衡算：换热器热水变冷水放出的热量=2物料吸取的热量4.223*w1*(115.3-80)=3.316*(218997.81-w4)*(t2-60.3)2215.57*w2+3.316*(218997.81-w4)*t2=2644.19*w3+3.316*(218997.81-w4-w3)*95.32112.87*w1+3.316*(218997.81-w4-w3)*95.3=2215.57*w2+3.316*(218997.81-w4-w3-w2)*130.2=1物料吸取的热量4.281*D*(185.3-150)=3.316*(218997.81-w4-w3-w2)*(t1-130.3)1995.90*D+3.316*(218997.81-w4-w3-w2)*t1=2746.40*w1+3.316*(218997.81-w4-w3-w2-w1)*t1MATLAB运算

未知数对应表：p(3)Dp(4)1效二次蒸汽质量w1p(5)2效二次蒸汽质量w2p(6)3效二次蒸汽质量w3p(7)4w4functionq=f(p)q(1)=p(4)+p(5)+p(6)+p(7)-108110.03;q(2)=2308.03*p(6)+3.316*218997.81*25-(2578.4*p(7)+3.316*(218997.81-p(7))*60.3);q(3)=4.223*p(4)*(115.3-80)-(3.316*(218997.81-p(7))*(p(2)-60.3));q(4)=2215.57*p(5)+3.316*(218997.81-p(7))*p(2)-(2644.19*p(6)+3.316*(218997.81-p(7)-p(6))*95.3);q(5)=2112.87*p(4)+3.316*(218997.81-p(7)-p(6))*95.3-(2215.57*p(5)+3.316*(218997.81-p(7)-p(6)-p(5))*130.2);q(6)=4.281*p(3)*(185.3-150)-(3.316*(218997.81-p(7)-p(6)-p(5))*(p(1)-130.3));q(7)=1995.90*p(3)+3.316*(218997.81-p(7)-p(6)-p(5))*p(1)-(2746.40*p(4)+3.316*(218997.81-p(7)-p(6)-p(5)-p(4))*p(1));运行命令：x=fsolve(”f2”,[1234567]”,optimset(”Display”,”off”))计算结果：方案号生蒸汽t1t2Dw1w2w3w41kg水压力,KPa℃℃kg/hkg/hkg/hkg/hkg/h耗蒸汽量,kg2.11136143.5968.6243480382263343423969124820.4022重计算各效蒸发水量根底数据1、确定苦卤沸点升〔试验确定，或参考专利“一种沸石法从海水提取硫酸钾的方法依据各效蒸发水量比例，确定其余各效料液沸点升。W W W Wt1t2t3t4升1 升2 升3 升43822633434

2396912482

22升

3升3

27 t升24=8.82。4升

t t升3 升42、依据各效沸点升、传热温差20℃、以及末效温度，从末效开头推出各效状态和生蒸汽状态。1生蒸汽Ⅰ效Ⅱ效Ⅲ效Ⅳ效二次汽二次汽二次汽二次汽压力，KPa10蒸汽温度，℃201.67154.67111.0574.1245.3蒸汽汽化热，KJ/KG2388.7蒸汽焓，KJ/KG2578.4物料温度，℃181.67134.6791.0554.12〔13KPa10KPa以下压力蒸汽没有问题，10KPa180℃。22生蒸汽Ⅰ效二次汽Ⅱ效二次汽Ⅲ效二次汽Ⅳ效二次汽压力，KPa1045.31358.82105.4429.9810蒸汽温度，℃181.67139.67101.0569.1245.3蒸汽汽化热，KJ/KG2023.122145.972220.252335.982388.7蒸汽焓，KJ/KG2779.822733.672677.542625.302578.4物料温度，℃166.67124.6786.0554.12〔1〕富钾卤水：F=218997.81kg/h，t0=25℃。p0〔2〕中间卤水：C ：3.316kJ/〔kg℃。p0〔3〕总蒸发水量：108110.03kg/h换热器1冷却水出口温度比进换热器的物料温度124.67℃高20℃，取整即145℃。换热器2冷却水出口温度比进换热器的物料温度54.12℃高20℃，即75℃。热量衡算蒸发水衡算：1效二次汽量+2效二次汽量+3效二次汽量+四效二次汽量=总蒸发水量w1+w2+w3+w4=108110.03Ⅳ效衡算：四效进汽汽化热+四效进料热量=四效出汽热量+四效出料热量2335.98*w3+3.316*218997.81*25=2578.4*w4+3.316*(218997.81-w4)*54.12换热器Ⅱ衡算：换热器Ⅱ热水变冷水放出的热量=2物料吸取的热量4.223*w1*(139.67-75)=3.316*(218997.81-w4)*(t2-54.12)Ⅲ效衡算：Ⅲ效进汽汽化热+Ⅲ效进料热量=Ⅲ效出汽热量+Ⅲ效出料热量2220.25*w2+3.316*(218997.81-w4)*t2=2625.30*w3+3.316*(218997.81-w4-w3)*86.055+Ⅱ效进料热量=Ⅱ效出汽热量+Ⅱ效出料热量2145.97*w1+3.316*(218997.81-w4-w3)*86.05=2677.54*w2+3.316*(218997.81-w4-w3-w2)*124.676换热器Ⅰ衡算：换热器Ⅰ热水变冷水放出的热量=1物料吸取的热量4.281*D*(181.67-145)=3.316*(218997.81-w4-w3-w2)*(t1-124.67)7+Ⅰ效进料热量=Ⅰ效出汽热量+Ⅰ效出料热量2023.12*D+3.316*(218997.81-w4-w3-w2)*t1=2733.67*w1+3.316*(218997.81-w4-w3-w2-w1)*t1MATLAB运算

未知数对应表：p(1)p(1)预热器Ⅰ的物料出口温度t1p(2)预热器Ⅱ的物料出口温度t2p(3)Dp(4)1效二次蒸汽质量w1p(5)2效二次蒸汽质量w2p(6)3效二次蒸汽质量w3p(7)4w4functionq=f(p)q(1)=p(4)+p(5)+p(6)+p(7)-108110.03;q(2)=2335.98*p(6)+3.316*218997.81*25-(2578.4*p(7)+3.316*(218997.81-p(7))*54.12);q(3)=4.223*p(4)*(139.67-75)-(3.316*(218997.81-p(7))*(p(2)-54.12));q(4)=2220.25*p(5)+3.316*(218997.81-p(7))*p(2)-(2625.30*p(6)+3.316*(218997.81-p(7)-p(6))*86.05);q(5)=2145.97*p(4)+3.316*(218997.81-p(7)-p(6))*86.05-(2677.54*p(5)+3.316*(218997.81-p(7)-p(6)-p(5))*124.67);q(6)=4.281*p(3)*(181.67-145)-(3.316*(218997.81-p(7)-p(6)-p(5))*(p(1)-124.67));q(7)=2023.12*p(3)+3.316*(218997.81-p(7)-p(6)-p(5))*p(1)-(2733.67