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:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.