Розрахунок і проектування трьохкорпусної випарної установки безперервної дії для концентрації розчину хлористого натрію

Страницы работы

47 страниц (Word-файл)

Содержание работы

1 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1.1 Технологічна схема випарної установки

У хімічній промисловості для концентрації розчинів нелетких і мало летких речовин широко застосовується процес випаровування.  Найдоцільніше для цього використовувати багатокорпусні випарні установки безперервної дії (МВУ).  МВУ складаються з декількох корпусів, в яких вторинна пара попереднього корпусу використовується як гріюча пара для подальшого корпусу.  У цих установках первинною парою обігрівається лише перший корпус.  У багатокорпусних випарних установках досягається значна економія гріючої пари в порівнянні з однокорпусними установками тієї ж продуктивності.

Принципова технологічна схема трьохкорпусної вакуум-выпарної| установки безперервної дії представлена на мал.1.1.

Вихідний розчин подається з ємкості 1 відцентровим насосом 2 через теплообмінник 3 в перший корпус випарної установки 4.  У теплообміннику 3 вихідний розчин нагрівається до температури близькою до температури кипіння розчину в першому корпусі випарної установки.

Перший корпус установки обігрівається свіжою (первинною) парою. Вторинна пара, що утворюється при кипінні розчину в першому корпусі, прямує як гріюча пара в другий корпус 5; сюди ж поступає частково сконцентрований розчин з першого корпусу.  Аналогічно упарений розчин з другого корпусу подається в третій корпус 6, що обігрівається вторинною парою другого корпусу. Упарений до кінцевої концентрації в третьому корпусі готовий продукт поступає з нього в ємність 10.  У міру проходження з корпусу в корпус тиск і температура пари знижуються, і з останнього (третього) корпусу пар з низьким тиском відводиться в барометричний конденсатор змішення 7, в якому при конденсації пари створюється вакуум.  Розчин і вторинна пара переміщаються з корпусу в корпус самоплив завдяки загальному перепаду тиску, що виникає в результаті надлишкового тиску в першому корпусі і вакууму в останньому.  Повітря і гази, що не конденсуються, що поступають в установку з водою (у конденсаторі), що охолоджує, і через нещільність трубопроводів, відсасуються через пастку 8 вакуум-насосом.

Суміш води, що охолоджує, і конденсату зливається самоплив через барометричну трубу в бак-гідрозасув 9.Конденсат гріючої пари з випарних апаратів і теплообмінника виводиться за допомогою конденсатовідводчників|.

1.2 Вибір випарних апаратів

Конструкція випарного апарату повинна задовольняти ряду загальних вимог, до яких належать: висока продуктивність і інтенсивність теплопередачі при можливо менших об'ємі апарату і витраті металу на його виготовлення, простота пристрою, надійність в експлуатації, легкість чищення поверхні теплообміну, огляду і ремонту.

В той же час вибір конструкції і матеріалу випарного апарату визначається у кожному конкретному випадку физико-хімічними властивостями розчину.

Для випаровування розчинів невеликої в'язкості (до 8 мПа•с|) без утворення кристалів, найчастіше використовують випарні апарати з природною циркуляцією.  Високов'язкі розчини, що кристалізуються, випаровують в апаратах з примусовою циркуляцією.

Розчини чутливі до підвищених температур рекомендується випаровувати в роторно-плівкових випарних апаратах, а розчини схильні до піноутворення – в прямоточних апаратах з висхідною плівкою.

Типи і основні розміри випарних апаратів представлені в ГОСТ 11987–81, і каталогах УКРНІЇХІММАШа [11,12].

1.3. Завдання на розрахунок випарної установки

Мета розрахунку випарної установки – розрахунок матеріальних потоків, витрат тепла і енергії, розмірів основного апарату, розрахунок і вибір допоміжного устаткування, що входить в технологічну схему установки.

Завдання на курсове проектування

Розрахувати і спроектувати трьохкорпусну випарну установку безперервної дії для концентрації розчину хлористого натрію за наступними даними:

1.  Продуктивність установки по вихідному розчину –5 т/ч;

2.  Концентрація розчину: початкова – 5 % мас.; кінцева – 15 % мас.;

3.  Тиск гріючої пари – 0,4 МПа;

4.  Тиск в барометричному конденсаторі – 0,02 МПа;

5.  Розчин подається в перший корпус підігрітим до температури кипіння.


2 ВИЗНАЧЕННЯ ПОВЕРХНІ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ВИПАРНИХАППАРАТОВ

Технологічний розрахунок випарних апаратів полягає у визначенні поверхні теплопередачі. Поверхня теплопередачі випарного апарату визначається по основному рівнянню теплопередачі

,                                                                     (2.1)

де  – поверхня теплопередачі, м2;  – теплове навантаження, Вт;  – коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2∙К);  – корисна різниця температур, К.

Для визначення теплових навантажень, коефіцієнтів теплопередачі і корисних різниць температур необхідно знати розподіл упарюваної води, концентрації розчинів по корпусах і їх температури кипіння. Спочатку визначимо ці величини по матеріальному балансу, надалі уточнимо їх по тепловому балансу.

2.1 Розрахунок концентрацій випаровуваного розчину

Продуктивність установки по випаровуваній воді визначаємо по формулі:

Похожие материалы

Информация о работе