Технологическая схема двухкорпусной выпарной установки: материальный баланс; определение поверхности теплопередачи, расхода греющего пара. Расчет и выбор теплообменников исходной смеси и барометрического конденсатора. Выбор вспомогательного оборудования.
Сущность выпаривания заключается в переводе растворителя в парообразное состояние и отвод полученного пара от оставшегося сконцентрированного раствора. Процесс получил широкое распространение в химической промышленности, в связи с тем, что многие вещества, например едкий натр, едкое кали, аммиачная селитра, сульфат аммония и др. получают в виде разбавленных водных растворов, а на дальнейшую переработку и транспорт они должны поступать в виде концентрированных продуктов.Тепло для выпаривания можно подводить любыми теплоносителями, применяемыми при нагревании, однако в подавляющем большинстве случаев в качестве греющего агента при выпаривании используют водяной пар. При выпаривании под давлением выше атмосферного также можно использовать вторичный пар, как для выпаривания, так и для других нужд, не связанных с процессом выпаривания. Выпаривание под атмосферным давлением, а иногда и выпаривание, под вакуумом проводят в одиночных выпарных аппаратах (однокорпусных выпарных установках). В таких установках вторичный пар на выходе из аппарата сжимается с помощью теплового насоса (например, термокомпрессора) до давления, соответствующего температуре первичного пара, после чего он вновь возвращается в аппарат. При выпаривании кристаллизующихся растворов их перегон из корпуса в корпус может сопровождаться закупоркой соединительных трубопроводов и нарушением нормальной работы установки.Количество раствора, поступающего на выпарку определяется из материального баланса растворенного вещества: Количество раствора, поступающего на выпарку равно: Определим количество воды, выпаренной в установке: Количество выпаренной воды на килограмм раствора, поступающего на выпарку равно: Теплоемкость раствора, поступающего на выпарку: где: - теплоемкость сухого вещества, [2, c. Количество тепла, поступающее в подогреватель с экстрапаром: Перепад давлений, приходящийся на один корпус: где: - давление греющего пара;Теплоемкость раствора в первом корпусе : Теплоемкость раствора во втором корпусе : Физические константы раствора и воды, найденные по таблицам свойств водных растворов веществ [2] и по таблице свойств воды в состоянии насыщения [6, с. 537, Таблица П3], сводим в таблицу 4.1, причем предварительно принимаем по таблицам свойств водяного пара [6, с. Суммарная температурная депрессия определяется по следующее формуле: Физико-химическую температурную депрессию раствора при атмосферном давлении определяем по таблице [1, с. Гидростатическая депрессия равна: Гидравлическая температурная депрессия обусловлена потерей давления пара на преодоление гидравлических сопротивлений трубопроводов при переходе из корпуса в корпус. Подставив эти значения, получим: Так как полезная разность температур равна: то полезная разность температур в первом корпусе равна: Температура кипения раствора в первом корпусе: Температура вторичного пара в первом корпусе: Температура кипения раствора во втором корпусе: t2=t`s D2=75,9 25,33=101,2OC, где: - температура пара при .Коэффициент теплоотдачи между конденсирующимся паром и стенкой определяется по формуле: где: - полином; Определяем коэффициент теплоотдачи для первого корпуса : Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей жидкости определяем по формуле: где: =0,7 м/с - скорость раствора в трубках; Для первого корпуса : Коэффициент теплопередачи определяется по формуле: где: dct и lct - параметры материала стенки; Коэффициент теплоотдачи между конденсирующимся паром и стенкой для второго корпуса равен : Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей жидкости для второго корпуса равен : Коэффициент теплопередачи для второго корпуса равен : Проверяем принятую в расчете разность температур: что незначительно отличается от принятого значения 1,02 .Номинальная поверхность теплообмена Fн 100 м2 Диаметр греющей камеры dk 1000 ммСоставим тепловой баланс подогревателя экстрапаром: Определим количество теплоты, переданное экстрапаром исходному раствору из теплового баланса : Из уравнения теплопередачи определим площадь поверхности теплообмена: где: - средний температурный напор, k - коэффициент теплопередачи, для конденсаторов выбирается из интервала (принимаем ).Диаметр теплообменных труб 38х3,5 ммСоставим тепловой баланс подогревателя острым паром: Определим количество теплоты, преданное острым паром раствору из теплового баланса : Также из теплового баланса определим расход пара, идущего на подогрев раствора: Определим площадь поверхности теплообмена : .Диаметр теплообменных труб 108х4 ммДля создания вакуума в выпарных установках обычно применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подается в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды. Смесь охлаждающей воды и конденсата выливается из конденсатора по барометрической трубе.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Литературный обзор по теории и технологии процесса выпарки
2. Обоснование выбора и описание технологической схемы производства (двухкорпусная выпарная установка)
3. Материальный баланс установки
4. Определение расхода греющего пара
5. Определение поверхности теплопередачи, выбор типа, исполнения и стандартизованных выпарных аппаратов
6. Расчет и выбор теплообменников исходной смеси и барометрического конденсатора
6.1 Расчет подогревателя экстрапара
6.2 Расчет подогревателя острого пара
6.3 Расчет барометрического конденсатора
7. Выбор вспомогательного оборудования выпарной установки
7.1 Выбор конденсатоотводчика
7.2 Выбор насоса исходной смеси
7.3 Выбор вакуум-насоса
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
