Проектирование выпарной установки для концентрированного водного раствора хлорида аммония производительностью 2,2 кг/с по концентрированному раствору - Курсовая работа

Санкт-Петербургский государственный технологический институт Кафедра процессов Факультет: IV и аппаратов химической Учебная дисциплина: Процессы и аппараты химической технологии Проектирование выпарной установки для концентрированного водного раствора хлорида аммония производительностью 2,2 кг/с по концентрированному раствору Спроектировать однокорпусную выпарную установку непрерывного действия для выпаривания раствора хлорида аммония.Начальное 12% масс. Начальная температура раствора 23 Избыточное давление греющего пара 3Выпариванию подвергают растворы твердых веществ (водные растворы щелочей, солей и др.), также высококипящие жидкости, обладающие при температуре выпаривания весьма малым давлением пара, - некоторые минеральные и органические кислоты, многоатомные спирты и др. Выпаривание иногда применяют также для выделения растворителя в чистом виде: при опреснении морской воды выпариванием образующийся из нее водяной пар конденсируют и воду используют для питьевых или технических целях. При выпаривании обычно осуществляется частичное удаление растворителя из всего объема при его температуре кипения. Поэтому выпаривание принципиально отличается от испарения, которое, как известно, происходит с поверхности раствора при любых температурах ниже температурах кипения. При этом подаваемый в аппарат раствор выпаривается до необходимой концентрации, сливается и аппарат загружается новой порцией исходного раствора.Выпаривание под вакуумом имеет определенные преимущества перед выпариванием при атмосферном давлении, несмотря на то что теплота испарения раствора несколько возрастает с понижением давления и соответственно увеличивается расход пара на выпаривание 1 кг растворителя (воды). При выпаривании под давлением выше атмосферного также можно использовать вторичный пар, как для выпаривания, так и для других нужд не связанных с процессом выпаривания. При выпаривании под атмосферным давлением вторичный пар не используется и обычно удаляется в атмосферу. В аппаратах с внутренней нагревательной камерой и центральной циркуляционной трубой циркуляционная труба, как и кипятильные трубы, обогревается паром, что снижает разность плотностей раствора и парожидкостной смеси и может приводить к нежелательному парообразованию в самой циркуляционной трубе. Интенсивность циркуляции в аппаратах с подвесной нагревательной камерой (как и в аппаратах с центральной циркуляционной трубой) недостаточна для эффективного выпаривания высоковязких и особенно кристаллизующихся растворов, обработка, которых приводит к частым и длительным остановкам этих аппаратов для очистки рабочих поверхностей.В однокорпусной выпарной установке подвергается выпариванию водный раствор хлорида аммония под вакуумом. Исходный раствор хлорида кальция с начальной концентрацией масс. долей из емкости Е1 подается центробежным насосом Н2 в теплообменник АТ1, где подогревается до температуры, близкой к температуре кипения , а затем поступает в греющую камеру выпарного аппарата 4. В данном варианте схемы применен выпарной аппарат с вынесенной греющей камерой и трубой вскипания. Выпариваемый раствор, двигаясь в греющей камере по трубе вскипания, нагревается и кипит при средней температуре с образованием вторичного пара. В барометрическом конденсаторе вода и пар движутся в противоположных направлениях (пар - снизу, вода - сверху).Температуру конденсации вторичного пара в барометрическом конденсаторе мы определяем по формуле: (3.3) где - температура конденсации греющего пара, ; Подставляя найденные значения и в формулу 3.5 получаем: Гидростатическое давление в середине высоты труб при определяем по формуле: (3.8) Подставляя в формулу 3.4 давление , находим среднюю температуру кипения раствора: . Расход теплоты на нагревание раствора , определяется по формуле: , (3.10) где - теплоемкость разбавленного раствора, определяется по формуле: (3.11) где , , , , - удельная теплоемкость воды, определяется по формуле: (3.12) где - температура воды, . Для кипящего раствора коэффициент теплопроводности раствора NH4Cl мы рассчитываем по формуле: , (3.15) где , - коэффициент теплопроводности воды, : , (3.

СОДЕРЖАНИЕ