Интенсификация производства и повышение качества аммиачной селитры, производящейся на агрегате АС-72 ОАО «Кирово-Чепецкий химический комбинат», страница 9

Далее приводится расчет комбинированного выпарного аппарата пленочного типа, в котором происходит упаривание раствора аммиачной селитры с 90% до 99,8%. РАС подается из отделения нейтрализации с температурой  в количестве . Расход на выходе из аппарата составляет . Так как высококонцентрированные растворы аммиачной селитры способны разлагаться со взрывом при температурах выше , необходимо поддерживать температуру плава аммиачной селитры ниже данного значения. Принимаем . В качестве теплоносителя используется насыщенный водяной пар давлением 1,6 МПа и температурой . Пар подается из заводской сети в перегретом виде с параметрами ,. В пароувлажнителе его доводят до состояния насыщенного. В процессе массообмена применяется сухой горячий воздух, нагретый до температуры  в теплообменнике и подаваемый в аппарат в количестве  под давлением  14 кПа.

3.3.1.Материальный баланс

Составляем материальный баланс для определения количества выпариваемой воды, используя для равенства:

баланс по общему количеству вещества

 где - расход 90%-го РАС; - расход 99,8%-го ПАС

и баланс по растворенному веществу

получаем уравнение для расчета количества удаляемого растворителя, W:

Составим таблицу материального баланса

Таблица 3.3.1

Приход			Расход
Статьи прихода	кг/с	%	Статьи расхода	кг/с	%
1. Раствор аммиачной селитры	17,93	60,92	1. Плав аммиачной селитры	16,21	87,95
2. Воздух	0,5	38,55	2. Паровоздушная смесь, в том числе: - воздух -пары удаляемой влаги	2,42 0,5 1,74	12,05
Итого	18,43	100	Итого	18,43	100

3.3.2. Тепловой баланс

Записываем тепловой баланс:

где - теплота, вносимая греющим паром,

- теплота, поступающая с РАС,

- теплота, поступающая с воздухом,

- теплота, уносимая с ПАС,

- теплота, уносимая греющим паром,

-тепловые потери, составляющие 5% от  статьи прихода,

- теплота, уносимая ПВС.

Подставляя формулы для расчета соответствующих теплот в уравнение баланса (3.3) , получаем следующее равенство:

где  - температура воздуха перед выпарным аппаратом, /1/

 - температура воздуха после выпарного аппарата, /1/

,  , - энтальпии, соответственно,  греющего пара на входе в выпарной аппарат, испаренной влаги и пара на выходе из аппарата,  /2/

, ,- теплоемкости, соответственно, РАС, ПАС и воздуха.

Значение энтальпии греющего пара на выходе из выпарного аппарата принимаем исходя из его частичной конденсации. Далее пар в качестве теплоносителя направляется в теплообменник для нагрева воздуха, где конденсируется полностью.

Нам необходимо рассчитать значение теплоемкости 99,8%-го ,  и воздуха, . Для определения теплоемкости  воспользуемся формулой (3.5):

,
,		(3.5)

где =0,998  - концентрация в долях плава,

- теплоемкость , определяемая по уравнению (3.6):

   ,   /3 , таб. 5.1, стр. 249/      

Переводим из мольной теплоемкости в массовую:

,     , /3/

Определим теплоемкость 99,8%-го плава:

Рассчитаем теплоемкость воздуха:

Определяем общий расход греющего пара из уравнения (3.4):

,

где - расход греющего пара в межтрубное пространство аппарата,

- расход греющего пара в тарельчатую часть.

Тепловая нагрузка аппарата складывается из теплот, вносимых греющим паром и воздухом:

Определяем расход греющего пара в межтрубное пространство установки и в тарелки. Принимаем, что расход  теплоты в аппарате делится таким образом, что 80% теплоты идет в трубчатую часть, а 20% в тарельчатую.

Расход греющего пара в межтрубное пространство будет: