Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Промышленность, производство->Реферат
Если Вы планируете создать новую компанию, то перед началом ее деятельности Вам необходимо провести постановку бухгалтерского и налогового учета, чтоб...полностью>>
Промышленность, производство->Реферат
В настоящее время все более усложняются функции , выполняемые системами автоматизированного управления и значимость этих систем в производстве непреры...полностью>>
Промышленность, производство->Реферат
При создании структуры (мировой) предприятия необходимо не только определить функции каждой структурной единицы, но и закрепить их в соответствующем д...полностью>>
Промышленность, производство->Реферат
В хлебопекарной промышленности происходит процесс непрерывного совершенствования: разрабатываются прогрессивные технологические схемы, основанные на с...полностью>>

Главная > Курсовая работа >Промышленность, производство

Сохрани ссылку в одной из сетей:

1.2.4 Аппараты с выносной нагревательной камерой

При размещении нагревательной камеры вне корпуса аппарата имеется возможность повысить интенсивность выпаривания не только за счет увеличения разности плотностей жидкости и парожидкостной смеси в циркуляционном контуре но и за счет увеличения длины кипятильных труб.

Рис.3 – Выпарной аппарат с выносной нагревательной камерой

Аппарат с выносной нагревательной камерой (рис. 3) имеет кипятильные трубы, длина которых часто достигает 7м. Он работает при более интенсивной естественной циркуляции, обусловленной тем, что циркуляционная труба не обогревается, а подъемный и опускной участки циркуляционного контура имеют значительную высоту. Выносная нагревательная камера 1 легко отделяется от корпуса аппарата, что облегчает и ускоряет ее чистку и ремонт. Ревизию и ремонт нагревательной камеры можно производить без полной остановки аппарата (а лишь при снижении его производительности), если присоединить к его корпусу две камеры.

Исходный раствор поступает под нижнюю трубную решетку нагревательной камеры и, поднимаясь по кипятильным трубам, выпаривается.

Вторичный пар отделяется от жидкости в сепараторе 2. Жидкость опускается по не обогреваемой циркуляционной трубе 3, смешивается с исходным раствором, и цикл циркуляции повторяется снова.

Вторичный пар, пройдя брызгоуловитель 4, удаляется с сверху сепаратора. Упаренный раствор отбирается через боковой штуцер в коническом днище сепаратора.

Скорость циркуляции в аппаратах с выносной нагревательной камерой может достигать 1,5 м/сек, что позволяет выпаривать в них концентрированные и кристаллизующиеся растворы, не опасаясь слишком быстрого загрязнения поверхности теплообмена. Благодаря универсальности, удобству эксплуатации и хорошей теплопередаче аппараты такого типа получили широкое распространение.

1.2.5 Аппараты с вынесенной зоной кипения

При скоростях 0,25—1,5 м/сек, с которыми движется раствор в аппаратах с естественной циркуляцией, не удается предотвратить отложения твердых осадков на поверхности теплообмена. Поэтому требуется периодическая остановка аппаратов для очистки, что связано со снижением их производительности и увеличением стоимости эксплуатации. Загрязнение поверхности теплообмена при выпаривании кристаллизующихся растворов можно значительно уменьшить путем увеличения скорости циркуляции раствора и вынесением зоны его кипения за пределы нагревательной камеры см. (рис. 4).

В аппарате с вынесенной зоной кипения выпариваемый раствор поступает снизу в нагревательную камеру 1 и, поднимаясь по трубам (длиной 4—7 м) вверх, вследствие гидростатического давления не закипает в них. При выходе из кипятильных труб раствор поступает в расширяющуюся кверху трубу вскипания 2, установленную над нагревательной камерой в нижней части сепаратора 3. Вследствие понижения давления в этой трубе раствор вскипает и таким образом, парообразование происходит за пределами поверхности нагрева.

Циркулирующий раствор опускается по наружной не обогреваемой трубе 4. Упаренный раствор отводится из кармана в нижней части сепаратора 3. Вторичный пар, пройдя отбойник 5 и брызгоуловитель 6, удаляется сверху аппарата. Исходный раствор поступает либо в нижнюю часть аппарата (под трубную решетку нагревательной камеры), либо сверху в циркуляционную трубу 4.

Рис.4 – Выпарной аппарат с выносной зоной кипения

Вследствие большой поверхности испарения, которая создается в объеме кипящего раствора, и частичного самоиспарения капель, унесенных вторичным паром, значительно снижается брызгоунос. Кипящий раствор не соприкасается с поверхностью теплообмена, что уменьшает отложение накипи.

Аппараты с вынесенной зоной кипения могут эффективно применяться для выпаривания кристаллизующихся растворов умеренной вязкости.

1.3 Области применения и выбор выпарных аппаратов

Конструкция выпарного аппарата должна удовлетворять ряду общих требований, к числу которых относятся: высокая производительность и интенсивность теплопередачи при возможно меньших объеме аппарата и расходе металла на его изготовление, простота устройства, надежность в эксплуатации, легкость очистки поверхности теплообмена, удобство осмотра, ремонта и замены отдельных частей.

Вместе с тем выбор конструкции и материала выпарного аппарата определяется в каждом конкретном случае физико-химическими свойствами выпариваемого раствора (вязкость, температурная депрессия, кристаллизуемость, термическая стойкость, химическая агрессивность и др.).

Как указывалось, высокие коэффициенты теплопередачи и большие производительности достигаются путем увеличения скорости циркуляции раствора. Однако одновременно возрастает расход энергии на выпаривание и уменьшается полезная разность температур, так как при постоянной температуре греющего пара с возрастанием гидравлического сопротивления увеличивается температура кипения раствора. Противоречивое влияние этих факторов должно учитываться при технико-экономическом сравнении аппаратов и выборе оптимальной конструкции.

Для выпаривания растворов небольшой вязкости, не превышающей ~8·10-3 н·сек/м2, без образования кристаллов чаще всего используются вертикальные выпарные аппараты с многократной естественной циркуляцией. Из них наиболее эффективны аппараты с выносной нагревательной камерой и с выносными не обогреваемыми циркуляционными трубами.

Выпаривание некристаллизующихся растворов большой вязкости, достигающей ~0,1н·сек/м2, производят в аппаратах с принудительной циркуляцией, реже в прямоточных аппаратах с падающей пленкой или в роторных прямоточных аппаратах.

В роторных прямоточных аппаратах, обеспечиваются благоприятные условия для выпаривания растворов, чувствительных к повышенным температурам.

Аппараты с принудительной циркуляцией широко применяются также для выпаривания кристаллизующихся или вязких растворов. Подобные растворы могут эффективно выпариваться и в аппаратах с вынесенной зоной кипения, работающих при естественной циркуляции. Эти аппараты при выпаривании кристаллизующихся растворов могут конкурировать с выпарными аппаратами с принудительной циркуляцией.

Для сильно пенящихся растворов рекомендуются прямоточные аппараты с поднимающейся пленкой.

1.4 Современно-аппаратурное оформление процесса выпаривания

В 1991 году в научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров изобретен выпарной аппарат для солесодержащих растворов. Служит для упаривания солесодержащих растворов и может быть использован в металлургической, химической и пищевой отраслях промышленности. Аппарат отличается тем, что на конце восходящего циркуляционного трубопровода, обращенном ко второй греющей камере, установлена инжекционная насадка, а вторая греющая камера размещена в нижней части сепаратора. Использование этого изобретения обеспечивает повышение эффективности упаривания за счет превращения прямолинейного движения потока в вихревое, уменьшение брызгоуноса и габаритов аппарата, а, следовательно, уменьшение металлоемкости (смотри Приложение А).

В 2002 году В. П. Черных изобрел выпарной аппарат. Назначение: для извлечения химических веществ в жидком или твердом состоянии из раствора путем удаления жидкого растворителя в виде пара при кипении. Это изобретение отличается от аналогов тем, что патрубок для ввода раствора установлен на крышке. Сосуд выпарного аппарата не имеет «конденсатора», поэтому все рабочее пространство в сосуде используется рационально для осуществления процесса выпаривания раствора. Это повышает удельную производительность аппарата. Выпарной аппарат новой конструкции позволяет получить полимерные металлоорганические соединения редких металлов высокой химической частоты (смотри Приложение Б).

2 Расчет выпарной установки с естественной циркуляцией и вынесенной зоной кипения (согласно заданию).

2.1 Расчет основного оборудования

2.1.1 Расчет материального баланса

Определяем расход вторичного пара и расход конечного раствора.


(1)

, (2)

где W – расход вторичного пара, кг /с;

Gн – расход исходного раствора, кг/с;

Gк – расход упаренного раствора, кг /c;

Gн = 3600 кг/ч (из задания);

xн – содержание растворенного вещества в исходном растворе, кг/кг;

xн = 0.12 кг/кг (из задания);

хк – содержание растворенного вещества в упаренном растворе, кг/кг;

хк = 0.48 кг/кг (из задания).

кг/с

кг/с

кг/с

2.1.2 Определение ориентировочной поверхности теплопередачи

Ориентировочную поверхность теплопередачи Fо, м2 определяют следующим образом:


(3)

где Qо– приблизительный расход тепла на выпаривание, Вт;

qо – приблизительное значение относительной тепловой нагрузки, Вт/ м2;

qо = (2…5) 104 Вт/ м2 для аппаратов с естественной циркуляцией.

Принимаем qn = 3104 Вт/ м2.

Определяем приблизительный расход на выпаривание:


, (4)

где rбк – удельная теплота парообразования вторичного пара при давлении в барометрическом конденсаторе, равном по условию Рбк = 30000 Па;

rбк = 2336000 Дж/кг; [7]

сн – теплоемкость исходного раствора, Дж/( кгК);

сн =3693 Дж/( кгК); [7]

tбк – температура вторичного пара в конденсаторе, К, при Рбк = 30000 Па tбк = 68,7; [7]

tн – температура исходного раствора, Дж/( кгК);

tн = 298 К = 25 ( по условию)

Qо = 32336000+43693(68,7 – 25) = 7653500 Вт,

Fо = = 255 м2.

Поверхность теплопередачи берем с запасом до величины F, так как не учитывались потери тепла и температура кипения раствора больше за tбк, а действительный расход тепла больше за Qо. Следовательно, Fо принимаем равной 315 м2.



Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Получение гидроксида натрия каустификацией содового раствора

    Учебное пособие >> Химия
    ... выпаривании щелочных растворов ... кальция – гашеную известь. Водные растворы ... расчетов оформить в табл. 3 Таблица 3 Расчет концентрации исходного раствора гидроксида кальция ... установка Лабораторная установка для каустификации содового раствора, ... нитратом ...
  2. Проект реконструкции цеха производства парамолибдата аммония с переработкой отходов

    Реферат >> Промышленность, производство
    ... кальция провести инверсию раствора молибдата натрия в раствор ... выпарной установки. Для охлаждения ... работа установки Концентрирование раствора сульфата и нитрата аммония ... выпаривании водных растворов солей К1 : К2 : К3 = 1:0,58:0,34. На основании таких расчетов ...
  3. Извлечение никеля из различных процессов в гальваностегии

    Курсовая работа >> Экология
    ... взамен установки расходомеров, ... основе вакуумного выпаривания. Для оптимального ... меди и карбоната кальция. Глава 4. ... раствора направляют в резервуар 12 для обработки водным раствором гидроксида ... при расчете их ... Загрязнение электролита нитратами. Плохой контакт ...
  4. Очистка условно-чистых стоков на моделях по разработанной технологии

    Дипломная работа >> Экология
    ... диолиз, эвапорация, выпаривание, испарение, кристаллизация, ... . В двухкамерных установках, состоящих из ... расчетом, чтобы содержание в нем ионов кальция ... титровании хлоридов раствором нитрата ртути ... Для дегазации используется реакция зарина с водными растворами ...
  5. Экология и безопасность жизнедеятельности (1)

    Реферат >> Экология
    ... азотной кислоты - нитраты. Нитраты усваиваются корнями растений ... вод. а) Дистилляция (выпаривание) – хорошо освоенный и ... осветительной установки. Для расчета искусственного ... водные растворы некоторых солей, например, бикарбоната натрия, хлористого кальция ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.002100944519043