Дослідження процесу випарювання їдкого калію, аналіз його виробництва, страница 4

Ще одна з ранніх розробок у цій області - більші складені теплові криві, які, чітко показуючи взаємодію між хіміко-технологічною системою й системою енергоносіїв, дозволяють попередньо вибирати й раціонально розміщати найбільш підходящі необхідні зовнішні енергоресурси ще до етапу проектування хіміко-технологічних систем у цілому. 


2 ОПИС ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ВИПАРНОЇ УСТАНОВКИ

          2.1 Технологічна схема випарної установки

У хімічній промисловості для концентрування розчинів нелетучих і мало летучих речовин широко застосовується процес випарювання.  Найбільше доречно для цього використати багатокорпусні випарні установки безперервної дії (БВУ).  БВУ складаються з декількох корпусів, у яких вторинний пар попереднього корпуса використовується як гріючий пар для наступного корпуса.  У цих установках первинним паром обігрівається тільки перший корпус.  У багатокорпусних випарних установках досягається значна економія пару, що гріє, у порівнянні з однокорпусними установками тієї ж продуктивності.

Принципова технологічна схема трьох корпусной вакуум-випарної установки безперервної дії представлена на рис.1.1.

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

Перший корпус установки обігрівається свіжим (первинним) пором. Вторинний пар, що утвориться при кипінні розчину в першому корпусі, направляється як гріючий пар у другий корпус 5; сюди ж надходить частково сконцентрований розчин з першого корпуса.  Аналогічно упаренний розчин із другого корпуса подається в третій корпус 6 , що обігрівається вторинним паром другого корпуса. Упарений до кінцевої концентрації в третьому корпусі готовий продукт надходить із нього в ємність 10.  У міру проходження з корпуса в корпус тиск і температура пару знижуються, і з останнього (третього) корпуса пар з низьким тиском приділяється в барометричний конденсатор змішання 7, у якому при конденсації пару створюється вакуум.  Розчин і вторинний пар переміщаються з корпуса в корпус самопливом завдяки загальному перепаду тиску, що виникає в результаті надлишкового тиску в першому корпусі й вакууму в останньому.  Повітря й гази, що не конденсуються, потрапляють в установку з охолодженою водою (у конденсаторі) і через нещільності трубопроводів, відсмоктуються через пастку 8 насосом.

Суміш охолодженої води й конденсату зливається самопливом через барометричну трубу в бак-гідрозатвор 9.Конденсат парів, що гріють, з випарних апаратів і теплообмінника виводиться за допомогою конденсатоотводчиків.

2.2 Вибір випарних апаратів

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

Разом з тим вибір конструкції й матеріалу випарного апарату визначається в кожному конкретному випадку фізико-хімічними властивостями розчину.

Для випарювання розчинів невеликої в'язкості (до 8 мпа с) без утворення кристалів, найчастіше використовують випарні апарати із природною циркуляцією.  Високов'язкі і розчини, що кристалізуються, випарюють в апаратах із вимушеною циркуляцією.

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

Типи й основні розміри випарних апаратів представлені в ДЕРЖСТАНДАРТ 11987-81, і каталогах Укрниихиммаша [11,12].

3   РОЗРАХУНОК МАТЕРІАЛЬНИХ ТА ТЕПЛОВИХ БАЛАНСІВ ВИПАРЮВАННЯ

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