蒸发工序是氯碱生产系统中的重要环节,它承担着把电解碱液浓缩成商品碱的重要任务,同时也是烧碱生产能耗较大的环节。在72%片碱生产的蒸发工序中,采用外热式自然循环蒸发器,这种蒸发装置由于具有结构紧凑、生产能力大、传热效率高、能耗低、操作和维修便利等优点,在氯碱工业生产中的应用范围正日益扩大。目前,对用于72%片碱生产的外热式自然循环蒸发器的研究和推广应用已经取得了一些进展。但由于多种因素的影响,蒸发器内的蒸发过程非常复杂,用于自然循环蒸发器设计的基础数据还不完善,产品设计具有较大的经验色彩。在国内外缺乏一套完整的设计计算方法。本文分别运用理论分析和CFD数值模拟方法,对不同操作参数、结构参数的蒸发器内的流体流动和传热性能进行研究,为蒸发器的结构改进和操作参数优化提供理论依据。论文主要研究工作及结论如下:(1)从流体力学和传热学的角度,运用理论分析方法研究用于72%片碱生产的外热式自然循环蒸发器的蒸发机理,由Clausius-Clapeyron方程导出汽化段高度的计算公式,从而建立蒸发过程的数学模型。用Visual Basic语言编制程序并采用牛顿迭代法进行求解,分析了不同操作参数和结构参数。

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