内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 学校代码： 10128学 号： 200720506048 本科毕业设计说明书题 目：60kt/a氯碱厂四效蒸发器设计学生姓名：学 院：化工学院系 别：过控系专 业：过程装备与控制工程班 级：过控07-2指导教师： 副教授 二 一 一 年 六 月摘 要氯碱工业是利用电解饱和食盐水溶液制取烧碱和氯气并副产氢气的生产过程。生产过程包括盐水精制、电解和产品精制等工序，而产品精制工序又包括碱液浓缩、氯气液化和氢气的处理，其中在碱液浓缩时，需要经过蒸发（一般采用三效或四效逆流强制循环蒸发器）。本设计为60kt/a氯碱厂效外加热强制循环蒸发器。该设备由加热室（管壳式换热器）、蒸发室、循环管和强制循环泵等组成。循环管在蒸发室外部，从蒸发室锥形底下来的料液，通过循环管和强制循环泵，不断送入加热室后，再进入蒸发室蒸发并进行气液分离。在设计过程中，首先对加热室进行了强度设计计算、管板计算、膨胀节校核计算等。然后对蒸发室进行了强度设计计算。最后进行了塔体设计计算。采用效，增加了蒸汽利用率；采用外加热式，由于加热室与分离室分开，这样不仅便于清洗与更换，而且可以降低蒸发器的总高度；采用强制循环，利用外加动力（循环泵）使溶液沿一定方向作高速循环流动，而且循环速度的大小可通过调节泵的流量来控制，使得传热系数大，对于粘度较大或易结晶、结垢的物料，适应性较好。关键词：氯碱工业；蒸发器；换热器；强制循环；效AbstractChlor-alkali industry is a saturated salt solution by electrolysis of caustic soda and chlorine Preparation and production of hydrogen by-product. Production process, including salt refining, electrolytic refining processes and products, and refining processes and products, including lye concentration, chlorine and hydrogen liquefaction processing, which in concentrated alkaline solution, the need to go through evaporation(Generally use the three-way or four-effect countercurrent forced circulation evaporator).This is designed to 60kt / a chlor-alkali plants outside four-effect forced circulation evaporator heating. The equipment consists of a heating chamber (shell and tube heat exchanger), evaporation chamber and the circulation pipe forced circulation pumps etc. Circular tube in the evaporation chamber outside, from the evaporation chamber to the liquid cone-shaped bottom, through the circulation pipe and forced circulation pump continuously into the heating chamber, and then evaporating into the evaporation chamber and the gas-liquid separation.In the design process, the first heating chamber design calculations for the strength, tube sheet calculation, expansion joint checking calculation. Then the strength of the evaporation chamber design calculations. Finally, a tower design calculations.Use of four-effect external heating forced circulation evaporator, increasing the utilization of steam, the heating chamber and separation chamber separated, not only for easy cleaning and replacement, and can reduce the total height of the evaporator, the evaporator while using external power (circulation pump) The solution for high speed along the circular flow of a certain direction, and the circulation rate by adjusting the size of the pump flow control, making the heat transfer coefficient, viscosity or easy for crystallization fouling materials, good adaptability.Keywords: chlor-alkali industry; evaporator; heat exchanger; forced circulation; four-effect 目 录引言 1第一章 加热室设计计算 3符号说明 31.1 设计条件 91.2 结构尺寸及参数 91.3 材料选择 91.4 壳体圆筒计算 101.5 管箱圆筒计算 101.6 开孔补强 111.6.1 开孔所需补强面积 111.6.2 有效补强范围 111.6.2.1 有效宽度 111.6.2.2 有效高度 111.6.3 有效补强面积 121.6.3.1 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 121.6.3.2 接管多余金属面积 121.6.3.3 接管区焊缝面积 121.6.3.4 有效补强面积 121.7 水压试验 121.7.1 壳程 121.7.2 管程 121.8 管板计算 131.8.1 换热管稳定许用压力 131.8.2 管板应力校核 161.8.2.1 只有壳程设计压力，不计入膨胀变形差 161.8.2.2 只有壳程设计压力，计入膨胀变形差 181.8.2.3 只有管程设计压力，不计入膨胀变形差 201.8.2.4 只有管程设计压力，计入膨胀变形差 221.9 膨胀节校核 241.9.1 膨胀节参数 241.9.2 膨胀节轴向刚度 251.9.3 校核计算 261.10 其他辅助设备 271.10.1 折流板 271.10.2 支座 271.10.3 电机 27第二章 蒸发室设计计算 29符号说明 292.1 设计条件 322.2 材料选择 322.3 筒体壁厚计算 322.4 上锥壳壁厚计算 322.5 设置加强圈 332.6 加强圈的设计计算 332.7 循环管壁厚计算 352.8 封头厚度计算 352.9 开孔补强 362.9.1 开孔所需面积 362.9.2 有效补强范围