尿素蒸发器换热计算分析 尿素蒸发系统流程图 问题提出：1.在现有的工艺条件下，如何将蒸发器物料出口尿液温度由120℃提高至 124-126℃，需要增加换热面积是多少？ 已知，进蒸发器尿液浓度x0=70%，流量 F 为 44m3/h，温度88℃,蒸发真空度控制在500～650mmHg,蒸发后尿液浓度x1=95%，温度120℃，蒸发器加热蒸汽压力为 0.25Mpa（表压）温度T=138℃，现有蒸发加热器的换热面积 S0=294.4m 2 RE----解答过程 在整个蒸发过程中，先考虑理想状况下忽略热损失，忽略溶液的稀释热，不考虑蒸发出去的水分（甲胺液）带走的热量，即蒸发器外供蒸汽全部用于尿液提浓所需的能量，其能量衡算关系如下： FcP0（t1-t0）= S0 K0（T- t） （*） 其中F 进口尿液流量，cP0 尿液的比热容，S0 为蒸发加热器的换热面积；K0 为基于外面积的总传热系数； T 为加热蒸汽的温度，t为操作条件下溶液的沸点。 在现有的工艺与外供蒸汽条件一定的前提情况下，F、cP0 、T、 t可视为定值。在出口尿液温度120℃时，能量衡算关系式： FcP0（120-88）=294.4 ·K0（T- t0） （1） 提高出口尿液温度125℃时，能量衡算关系式： FcP0（125-88）= S0′·K0（T- t0） （2） 由（1）（2）可知： S0′=322m2 修正：考虑整个蒸发过程中热损失，溶液的稀释热，考虑蒸发出去的水分（甲胺液）带走的热量，全部热量不超过尿液提浓所需能量的20%，假定修正系数为1.2 ∴ △S=1.2 ·S0′- S0=92m2 故在现有的工艺条件下，如何将蒸发器物料出口尿液温度由120℃提高至 125℃，需要增加换热面积92m2 RE-----蒸发器换热分析过程： （1） 首先进行物料衡算（溶质不变） Fx0=(F-W) ·x1 水分蒸发量：)1(10xxFW （1） （2）其次进行能量衡算 蒸发器加热蒸汽压力为 0.35Mpa（绝对压力） 温度 T=138℃条件下可视为饱和蒸汽，其汽化焓为 r=2152.3KJ/kg，尿液的比热容 cP0未知，进蒸发器尿液温度 t0=88℃，出蒸发器尿液温度 t1=120℃, 在加热蒸汽的冷凝液在饱和温度下排除，且忽略热损失，忽略溶液的稀释热 D·r=W· r’+FcP0（t1-t0） (2) 其中 D 为加热蒸汽消耗量，r 为加热蒸汽的汽化热, r’为二次蒸汽的汽化热 （3）蒸汽器的热负荷 CO2 气提法中使用的升膜式列管蒸发器，由于膜式蒸发器的尿液应在沸点工况下进料，则操作条件下溶液的沸点近似为 t0=88℃,蒸发器的负荷 Q=S0K0△tm= S0K（T- t0） (3) 其中 S0 为蒸发器的传热...
