效蒸发器结盐
某厂进行烧碱工艺扩建,在蒸发器的扩建改造中,将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸发器的换热面积进行了增大,采用三效四体顺流工艺生产烧碱,浓效利用Ⅰ效冷凝水的闪蒸汽进行加热蒸发。Ⅰ、Ⅲ效制作为两台外循环不锈钢蒸发器,换热面积分别为240m2、200m2,而Ⅱ效蒸发器则用一台180m2的标准式碳钢蒸发器。
在全厂不停产条件下,扩建工程蒸发工段最先更换的是Ⅱ效蒸发器,Ⅱ效更换以后,其余效体仍用原来的设备,开车以后整个系统运转正常。由于增大了Ⅱ效蒸发器的换热面积,蒸发产量比以前明显提高。
随后全厂停车,扩建工程并网,更换了Ⅰ效、Ⅲ效蒸发器。开车后不到8h就发现Ⅱ效蒸发器消化蒸汽的能力低,Ⅰ效二次蒸汽压力偏高,而Ⅱ效二次蒸汽压力为零,导致Ⅰ、Ⅲ效都不能正常工作,每班产量达不到正常产量的一半。蒸发工段被迫停车,打开Ⅱ效蒸发器进行检查。发现大部分列管结盐堵塞,进行疏通洗效后重新开车,仍旧出现上述问题。
双效并流蒸发系统的进料速率为1t/h,原液质量分数为10%,第一效和第二效完成液质量分数分别为15%和30%。两效溶液的沸点分别为108℃和95℃。当溶液从第一效进入第二效由于温度降产生自蒸发,求自蒸发量和自蒸发量占第二效总蒸发量的质量分数。
用双效并流加料蒸发将浓度10%(质量分数,下同)的某水溶液浓缩至30%,进料比热容为3.77kJ/(kg.℃),已知两效的沸点分别为1080C和85℃,第二效的蒸发压力为20kPa(绝压),进入第二效溶液的浓度为16%,试求进料量为1000kg/h时,第二效由于自蒸发产生的二次蒸汽量,以及它占第二效蒸发量的百分数。
现有一面积为130m2的单效蒸发器,将15%的KNO3溶液浓缩到45%(均为质量分数),处理量为6000kg/h,沸点进料,蒸发器的传热系数为1000W/(m2·℃),二次蒸汽的汽化潜热为2340kJ/kg,则蒸发水量为______kg/h,第二效蒸发器的完成液浓度为______。
用一单效蒸发器,将2500kg/h的NaOH水溶液由10%浓缩至25%(均为质量分数)。已知加热蒸汽压力为450kPa,蒸发室内压力为101.3kPa(均为绝对压强)。溶液沸点为115℃,比热容为3.9kJ/(kg·℃),蒸发器的热损失为20kW。试计算以下两种情况的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。
(1)25℃进料;
(2)沸点进料。
将2500kg·h-1NaOH水溶液在一单效蒸发器内从10%(质量分数,下同)蒸发浓缩到25%。已知加热蒸汽的绝对压力为450kPa,蒸发室内的压力为101.33kPa,溶液的沸点为115℃,比定压热容为3.9kJ·kg-1·℃-1,热损失为20kW。试计算:
(1) 进料温度为20℃时,所需加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量;
(2) 沸点进料时,所需加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。
用一单效蒸发器连续蒸发NaOH水溶液,已知进料量为2400kg/h,进料浓度为10%,完成液的浓度为40%(均为质量分数),沸点进料,溶液的密度为1300kg/m3,加热蒸汽压力为400kPa(绝压),冷凝器操作压力为常压,加热管内液层高度为3m,蒸发器的传热系数为1500W/(m2.℃),蒸发器的热损失为加热蒸汽量的5%。试计算水分蒸发量、加热蒸汽消耗量和蒸发器传热面积。
用双效蒸发器,浓缩浓度为5%(质量分数)的水溶液,沸点进料,进料量为2000 kg/h,经第一效浓缩到10%。第一、二效的溶液沸点分别为95℃和75℃。蒸发器消耗水蒸气量为800kg/h。各温度下水蒸气的汽化潜热均可取为2280kJ/kg。忽略热损失,求蒸发水量。
用一单效连续蒸发器将5000kg/h的NaCl水溶液由18%浓缩至25%(均为质量分数)。加热蒸汽压力为200kPa,蒸发压力为40kPa(均为绝对压强)。蒸发器内溶液沸点为80℃,蒸发器的总传热系数为1980W/(m2·℃)。沸点进料,热损失不计。试求:
(1)完成液量;
(2)加热蒸汽消耗量;
(3)蒸发器传热面积。
用一传热面积为10m2的单效蒸发器,将NaNO3水溶液由15%(质量分数,下同)浓缩至40%。沸点进料,要求蒸得375kg/h的完成液,设蒸发压力为20kPa(绝压),操作条件下的传热温度差损失(沸点升高)为8%,蒸发器的传热系数为800W/(m2·℃)。若不计损失和浓缩热,试问加热蒸汽压力至少应多大才能完成上述任务?