Расчет и проектирование выпарной установки

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Выпаривание - это процесс удаления части растворителя путем его испарения для получения концентрированных растворов.

Выпариванию подвергаются растворы твердых веществ (водные растворы солей, щелочей и др.), а также высококипящие жидкости. Данный процесс используется для получения растворителя в чистом виде (например, для опреснения морской воды, используя аппараты-опреснители), перенасыщенных растворов, в которых проводят кристаллизацию (растворы сахарозы, фруктозы). Производство большинства продуктов производится в жидкой фазе, в виде суспензии и эмульсии, а иногда выпаривание применяют для выделения растворителя в чистом виде . Получение высококонцентрированных растворов, практически сухих и кристаллических продуктов облегчает и удешевляет их транспортировку и хранение.

Тепло для выпаривания подводят каким-либо теплоносителем, обеспечивающим доведение до кипения выпариваемого раствора. Наибольшее распространение получил водяной (греющий) пар.

В таких отраслях промышленности, как химическая, жидкие смеси, концентрирование которых происходит благодаря процессу выпаривания, отличаются большим разнообразием физических параметров (плотность, вязкость, температура кипения, удельная теплоемкость и др.). Данные свойства смесей определяют основные требования, предъявляемые к условиям проведения процесса, а также к конструкциям самих выпарных аппаратов.

Таким образом, выпарная установка является одним из самых важных элементов в любом промышленном производстве. В большинстве случаев от правильности расчета выпарной установки зависит не только качество выпускаемой продукции, а также экономические затраты на обслуживание всего оборудования.

Работа, направленная на расчет выпарной установки, вспомогательного оборудования и составление технической документации на выпарную установку, является актуальной задачей данного проекта.

1. Аналитический обзор

Современные выпарные установки (ВП) представляют собой сложные, высокотехнологичные, автоматизированные системы, изготовленные из высококачественных материалов, обеспечивающие безопасное и эффективное концентрирование растворов различных веществ.

Большое количество внешней энергии требуется для удаления растворителя путем его парообразования. Чаще всего эта энергия подводится к упариваемому раствору с насыщенным водяным паром, отдающим теплоту конденсации кипящему раствору.

Греющий пар конденсируется в межтрубном пространстве выпарного аппарата. Пары растворителя, образующиеся в результате выпаривания из кипящего раствора, называются вторичным паром. Так как в большинстве случаев упариванию подвергаются водные растворы нелетучих веществ (в химической промышленности чаще всего - растворы солей), то вторичный пар представляет собой насыщенный водяной пар с температурой, соответствующей давлению пара над кипящим раствором.

Процесс выпаривания можно проводить при атмосферном давлении, при давлении выше атмосферного, а также под вакуумом. Что касается выбора величины давления, при котором будет производиться выпаривание, он зависит от многих факторов и, в первую очередь, от влияния температуры на свойства упаренного раствора, а также от способа использования вторичного пара.

При атмосферном давлении в процессе выпаривания вторичный пар обычно не используется и выбрасывается в атмосферу. Данный способ выпаривания является наиболее простым, но наименее экономичным.

В процессе выпаривания при давлении выше атмосферного можно использовать вторичный пар, как для самого выпаривания, так и для других нужд (например, экстрагирование). Однако выпаривание при повышенном давлении сопряжено с повышением температуры кипения раствора.

Основным преимуществом выпаривания под вакуумом является возможность проводить процесс при более низких температурах кипения (с уменьшением давления уменьшается температура кипения). Кроме того, при разряжении увеличивается полезная разность температур между температурой греющего пара и температурой кипения раствора, то есть увеличивается движущая сила процесса. Применение вакуума дает возможность использовать кроме первичного пара вторичный пар самой установки.

Вместе с тем с применением вакуума возрастают затраты на обслуживание установки, так как требуются дополнительное оборудование для создания вакуума (конденсатор вторичного пара, вакуум-насос для откачки воздуха).

По способу циркуляции различают аппараты с направленной естественной циркуляцией и аппараты с принудительной циркуляцией.

Аппараты первого типа имеют ряд преимуществ по сравнению с аппаратами других конструкций, благодаря чему широко используются в промышленности.

Главным преимуществом аппарата такой конструкции является увеличение теплоотдачи к раствору при его многократной циркуляции в замкнутом контуре, уменьшение скорости отложений накипи на поверхности труб. К тому же, такие аппараты отличаются простотой конструкции, легкостью осмотра, а так же небольшой площадью, необходимой для его установки. Аппараты с естественной циркуляцией используются для выпаривания растворов с небольшой вязкостью -

Что касается аппаратов с принудительной циркуляцией, то скорость циркуляции раствора определяется только производительностью раствора и не зависит от интенсивности парообразования. По этой причине процесс выпаривания в аппаратах такого типа протекает при малых полезных разностях температур, не превышающих 35°С, а также при достаточно высоких вязкостях. Аппараты с вынужденной циркуляцией применяются при выпаривании как некристаллизующихся растворов с большой вязкостью, так и кристаллизирующихся.

При проектировании выпарного аппарата большое внимание уделяется целому ряду требований, к которым относятся, в первую очередь, высокая производительность и интенсивность теплопередачи, затем экономичность, простота изготовления и установки, надежность использования, а также простота очистки, осмотра и замены деталей. К тому же необходимо учитывать физико-химические свойства раствора, такие как вязкость, температура кипения и т.д. При конструировании выпарной установки необходимо обращать внимание на все выше перечисленные требования для достижения высокой производительности.

2. Основная часть

Описание технологической схемы.

В однокорпусной выпарной установке подвергается выпариванию водный раствор карбоната натрия (Na2СО3).

Исходный раствор кобальта натрия с начальной концентрацией Xнач=8 % масс. долей из емкости Е1 подается центробежными насосами Н1 и Н2 в теплообменник Т1 (подогреватель обогревается конденсатом греющего пара), где подогревается до температуры, близкой к температуре кипения tн=57,74 °С, а затем поступает в греющую камеру выпарного аппарата. В данном варианте схемы применен выпарной аппарат с вынесенной греющей камерой и трубой вскипания. Выпариваемый раствор, двигаясь в греющей камере по трубе вскипания, нагревается и кипит при средней температуре tкип=86°С с образованием вторичного пара. Отделение пара от жидкости происходит в сепараторе выпарного аппарата. Освобожденный от брызг и капель вторичный пар удаляется из верхней части сепаратора.

Движение раствора и вторичного пара осуществляется вследствие перепада давлений. В выпарном аппарате давление p1=0,4 кгс/см2 и температура t1=75,4°С. В барометрическом конденсаторе вода и пар движутся в противоположных направлениях (пар - снизу, вода - сверху). Давление в барометрическом конденсаторе p0=0,384 кгс/см2. . Для увеличения поверхности контакта фаз конденсатор снабжен переливными полками. Смесь охлаждающей воды и конденсата выводится из конденсатора самотеком по барометрической трубе с гидрозатвором.

Концентрированный раствор кобальта натрия с концентрацией Xкон=19 %масс. после выпарного аппарата подается в четырехходовой холодильник T2, где охлаждается до температуры t2=25 °С. Затем концентрированный раствор отводится в вакуум-сборники, работающие попеременно. Вакуум-сборники высвобождаются периодически (по мере накопления). Далее раствор с помощью центробежного насоса Н3 подается в емкость упаренного раствора. Выбор конструкции выпарного аппарата - с выносной греющей камерой - обосновывается тем, что упариваемый раствор выделяет незначительный осадок, который можно удалять механическим способом.

3. Инженерные расчеты

Температурный расчет выпарной установки.

Принимая давление вторичного пара в сепараторе , находим температуру вторичного пара в сепараторе , используя [1, стр.519, табл. LII]. Откуда =75,4.

Для нахождения температуры вторичного пара в барометрическом конденсаторе используем следующую формулу:

(1)

где - температурные потери на гидравлическое сопротивление, Принимаем =1,0 K. Тогда:

Для нахождения давления вторичного пара в барометрическом конденсаторе по температуре вторичного пара в барометрическом конденсаторе используем [1, стр.518, табл. LI]. Откуда .

Температура кипения раствора в сепараторе выпарного аппарата, при которой конечный раствор выводится из аппарата, определяется по формуле:

; (2)

где a=-0,17•; b=-44,5•10-2;

P - давление, Па.

Подставляя X кон в формулу (2) найдем tк.

=77,74.

Для водных растворов, выпариваемых в аппаратах с естественной циркуляцией раствора, при расчете высоты слоя раствора используется следующая формула:

(3)

где и - соответственно плотности раствора и воды конечной концентрации при средней температуре кипения , .

Считаем, что- рабочая высота труб, принимаем . Плотность воды при tк с0=965,03.

Для расчета ср используем аппроксимационную формулу [4]:

Следовательно ср = 103,066 = 1164,1 кг/м3.

где с0 - плотность воды при заданной температуре раствора, кг/м3;

a0, a1, a2 - аппроксимационный коэффициенты для данной соли;

t - заданная температура раствора, ?С;

х - массовая концентрация раствора.

Для Na2СО3: a0 = 4221*10-4, a1 = 424,6+10-6, a2 = -387,1*10-8.

Подставляя полученные значения и в формулу (3) находим:

Среднее давление, необходимое для нахождения , определяется по формуле:

(5)

1164,1*9,81*2,694/2=54622,5 Па

Подставляя в формулу (2) давление , находим среднюю температуру кипения раствора :

Полезная разность температур - это разность между температурой греющего пара и температурой кипения раствора.

 (6)

где температура конденсации греющего пара при давлении

Откуда:

Принимаем K Отсюда:

Температуру на входе в выпарной аппарат принимаем tн=57,74°C.

Значения давлений и температур, необходимых для дальнейших расчетов, приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты расчета температур и давлений в выпарной установке

Аппарат	Температура, °С	Давление, ат
Начальная температура раствора перед входом в греющую камеру		57,74		1
Барометрический конденсатор		74,4		0,384
Паровое пространство сепаратора (Т и р вторичного пара)		75,4		0,4
Выход кипящего раствора в сепаратор		77,74		0,4
Трубное пространство греющей камеры		86		0,5
Межтрубное пространство греющей камеры		116		1,78

Материальный баланс процесса выпаривания.

Основные уравнения материального баланса:

(7)

(8)

где Gн, Gк - соответственно массовые расходы начального и конечного раствора, кг/с;

W - массовый расход выпариваемой воды, кг/с;

xн, xк - соответственно массовые доли растворенного вещества в начальном и конечном растворе.

Из формулы (8) получаем массовый расход начального раствора:

Решая уравнение (7) получаем:

,

Таблица 2 - Материальный баланс процесса выпаривания

Поток	Обозначение	Численное значение, кг/с	Содержание соли, массовые доли
Исходный раствор		7,91	0,08
Упаренный раствор		3,33	0,19
Вторичный пар	W	4,58	-

Тепловой баланс процесса выпаривания.

Теплота Qнагр, требующаяся для догревания начального раствора от температуры tн' до температуры кипения в греющей камеры tкип :

- удельная теплоемкость выпариваемого раствора.

Теплоемкость воды принимаем равной 4190 .

Теплоемкость раствора находим по формуле:

 (10)

Теплота Qисп, необходимая для парообразования растворителя рассчитывается по формуле:

где - удельная энтальпия вторичного пара, кДж/кг.

По паровой таблице при температуре tк = 77,74С находим соответствующее значение = 2657 кДж/кг.

Принимая тепловые потери с наружной поверхности теплоизоляционного слоя ВП в окружающую среду, равные 5% от суммарной теплоты, расходуемой на испарение растворителя и его догревание, получим:

Таким образом, суммарное количество теплоты Q, которое должно быть подведено к выпарной установке греющим паром:

Расход греющего пара D в ВП определяем по уравнению:



где x = 0,95 - паросодержание (степень сухости) греющего пара; rгп - удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг. Из ранее найденной , используя [1, стр. 518, табл. LI], находим = 2189,87 кДж/кг.

Таким образом:

Удельный расход греющего пара d:

Определение поверхности теплообмена для греющей камеры.

Для упрощения расчета площади теплообмена греющей камеры примем коэффициент теплопередачи Кгк = 1000 Вт/(м2*К).

Для процесса выпаривания разность температур ?tср теплоносителей равна полезной разности температур процесса выпаривания ?tпол:

Из основного уравнения теплопередачи [1] площадь теплообмена греющей камеры F:

Тип, размеры и основные параметры выпарного аппарата выбираем по ГОСТ 11987-81. Отсюда:

Тип: 1;

Наименование: Выпарные аппараты с естественной циркуляцией;

Исполнение: 2 - с вынесенной греющей камерой;

Назначение: Упаривание растворов, выделяющих незначительный осадок, удаляемый механическим способом;

Поверхность теплообмена (номинальная) F,, при диметре труб и длине мм: 400;

Диаметр греющей камеры D, не менее, мм: 1600;

Диаметр сепаратора мм: 3800;

Диаметр циркуляционной трубы не более, мм: 1000;

Высота аппарата , не более, мм: 15000;

Масса аппарата не более, кг: 26500.

Расчет барометрического конденсатора (БК).

Прежде, чем начать расчет барометрического конденсатора, необходимо определить количество вторичного пара, требующееся для подогрева начального раствора от температуры 16оС до 84.3оС.

Усредненная по всей теплообменной поверхности разность температур теплоносителей для подогревателя вычисляется по формуле (21):

(21)

где tбк - температура насыщенного вторичного пара в барометрическом конденсаторе

tо-начальная температура начального раствора

tн - конечная температура начального раствора

Температуру нагреваемого вещества на выходе из подогревателя tн на несколько градусов ниже температуры нагревающего это вещество пара. Примем tн = 75,4 - 5 = 70,4оС.

С учетом этого:

С

Средняя интегральная температура подогреваемого раствора в теплообменнике (учитывающая кривизну повышающейся его температуры) равна 74,4 -19,31 = 55,09 C.

Количество теплоты, необходимое для нагрева начального раствора от заданной температуры 16 до 81,3 вычисляется по формуле (22):

(22)

где Gн - расход начального раствора, сн - теплоемкость раствора начальной концентрации при средней интегральной температуре подогреваемого раствора в теплообменнике.

Для расчета сн используем аппроксимационную формулу (23):

сн = cH2O(t) + (B0 +BxЧx+Bt Чt+B2Чt2)Чx (23)

где х - начальная концентрация раствора

t-температура, С, сH2O - теплоемкость воды, вычисленная по формуле (13)

B0,Bx,Bt,B2, - аппроксимационные коэффициенты для определенной соли.

Для Na2СO3:

B0 = -4187

Bx = 4760

Bt = 6,66

B2 = -8,25Ч10-3

сн = + (-4187+4760Ч0,08+6,66Ч55,09-24,1Ч10-3Ч55,092)Ч0,08 = 3909,7Дж/(кгЧК)

4,91Ч3909,7Ч(70,4-20) = 967,51Ч103Вт

Далее найдем расход вторичного пара на подогрев исходного раствора по формуле:

(24)

Wбк = W - Wтн (25)

Wбк = 4,58 - = 4,16 кг вт.п./c/

Диаметр барометрического конденсатора Dбк определяется по формуле:

(26)

где Wбк - расход вторичного пара, поступающего в БК, кг/с;

щвт.п. - скорость вторичного пара в БК (принимается из диапазона 15-25 м/с);

свт.п. - плотность вторичного пара при давлению р0 (температуре t0), кг/м3.

Так как весь вторичный пар переходит в БК, то Wбк = W = 4,58 кг/м3. Используя интерполяцию данных паровой таблицы [3, табл. LI,стр. 518] - получим, что свт.п. = 0,2364 кг/м3. Принимая скорость вторичного пара щвт.п. = 25 м/с, получим:

Расход охлаждающей воды Gв определяют из теплового баланса конденсатора:

(27)

где iбк - энтальпия пара в барометрическом конденсаторе, Дж/кг;

- начальная температура охлаждающей воды,°С;

- конечная температура смеси воды и конденсат, °С;

св - теплоемкость воды, Дж/(кг*К).

По [1, табл. LII,стр. 519] находим, что при p0 = 0,384 ат iбк = 2634,8 кДж/кг. По заданию = 10°С. Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3-5 К, поэтому принимаем = 71,4°С. Теплоемкость воды принимаем равной св = 4190 Дж/(кг*К). Тогда:

По данным [5, Приложение 4.6, стр. 187] выбираем (ОСТ- 26716-73) барометрический конденсатор со следующими основными размерами:

· Внутренний диаметр конденсатора Dбк = 1000 мм;

· Диаметр барометрической трубы dтр = 200 мм;

· Высота установки - 5680 мм.

Определяем высоту барометрической трубы, достаточной, чтобы выводить из барометрического конденсатора воду в количестве (Gв + Wб.к.) = ( + 4,16) = 41,85 кг/с, преодолевая противодавление 1- 0.672= 0, 328 ат и гидравлическое сопротивление трения и двух местных сопротивлений при движении потока воды по барометрической трубе. Диаметр барометрической трубы выбирается из условия нисходящего движения воды в ней со скоростью, не превышающей величину порядка 1.0 м/c, определяется по формуле (28):

(28)

где G - количество воды, выводимое из барометрического конденсатора

w = 1.0 - скорость нисходящего движения воды

pв - плотность воды при температуре tбк = 74,4оС.

Скорость нисходящей воды в барометрической трубе определяется по формуле (24) [4, стр. 13]:

Вязкость ниспадающей воды мв рассчитывается по формуле (24) [4, стр. 42] при t0:

Скорость нисходящей воды в барометрической трубе определяется по формуле (24) [4, стр. 13]:

Тогда для ниспадающей по барометрической трубе воды критерий Рейнольдса равен:

(29)

По полученному значению Rе и принимая значение относительной шероховатостей внутренней стенки барометрической трубы d/е = 400, на графике зависимости коэффициента трения л от критерия Рейнольдса Re и относительной шераховатости канала л = 0,0259.

Примем значение коэффициента местных сопротивлений входа и выхода воды из трубы тi = 1,5. Давление в барометрическом конденсаторе p0 = 0,384 ат.

Необходимая высота барометрической трубы определяется соотношением:

(30)

где Hтр - высота барометрической трубы, (м)

w - скорость нисходящего движения воды м/c

pв - плотность воды, кг/м3

dтр - диаметр трубы, м.

Решение вышенаписанного соотношения относительно Hтр дает следующее значение необходимой высоты барометрической трубы:

Hтр = 6,495м.

Расчет вакуум-насоса

Производительность вакуум-насоса gвх определяется количеством воздуха, который необходимо удалять из барометрического конденсатора:

где 2,5*10-5 - количество газа, выделяющегося из 1 кг воды;

0,01 - количество газа, подсасываемого в конденсатор через неплотности, на 1 кг паров.

Таким образом:

.

Объемная производительность вакуум-насоса Vвх рассчитывается по формуле:

где R- универсальная газовая постоянная;

Mвх - молекулярная масса воздуха M = 29 кг/кмоль;

tвх - температура воздуха, °C;

pвх - парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.

Для пересчета массового расхода воздуха gвх в его объемный расход Vвх предварительно оценивается температура отсасываемого из барометрического конденсатора воздуха по соотношению (31):

(31)

где - начальная температура воды, С

- конечная температура воды, C

Давление воздуха равно:

где pп - давление сухого насыщенного пара (Па) при tвх = 22,14 .

По [3, табл. LI, стр. 518] pп = 0,027ат. Подставив, получим:

= 3.502Па

Зная объемную производительность и остаточное давление по [5, приложение 4.7, стр. 188] выбираем вакуум-насос типа ВВН-12 мощностью на валу 20 кВт.

Расчет подогревателя исходного раствора.

Из задания известна начальная температура подаваемого в подогреватель раствора tн =20; из температурный расчетов известна температура исходного раствора на выходе из подогревателя = 57,74. Так как исходный раствор по заданию подогревается вторичным паром, то начальная температура вторичного пара равна tгп = 75,4 .

Теплота подогрева исходного раствора Qп определяется по формуле:

Теплоемкость начального раствора найдем по формуле (12) с учетом зависимости теплоемкости воды от температуры по (13) при средней арифметической температуре исходного раствора (57,74+20)/2 = 38,87 :

где - изменение температуры горячего и холодного теплоносителей соответственно, .

= 75,4-20=55,4oC = 75,4 - 57,74 = 17,66oC

C

Примем коэффициент теплопередачи для подогревателя Кп = 1000 Вт/(м2*К), тогда ориентировочная площадь теплообмена равна:

Средняя температура начального раствора рассчитывается как:

Определим требуемую площадь проходного сечения исходного раствора (исходный раствор подаётся в трубное пространство теплообменника с трубками 21Ч2 мм), предполагая, что режим течения раствора - турбулентный и = 10000. Для этого определим следующие параметры: плотность исходного раствора при по (8):



динамическая вязкость исходного раствора при по (32) [4, стр. 42]:

где d0 = , d1 = , d2 = - эмпирические коэффициенты.

Тогда:

объемный расход начального раствора и воды Vн.

Тогда скорость течения исходного раствора в трубках wн:

Тогда проходное сечение Sт:

По полученному ориентировочному значению поверхности теплопередачи с учетом , в качестве подогревателя, выбираем по [6, Приложение А1, стр. 51] двухходовой теплообменник, с внутренним диаметром кожуха D = 400 мм, числом труб n = 100, поверхностью теплообмена F = 47 м2, длиной труб L = 6 м, проходным сечением трубного пространства Sт = 1.7*10-2 м2 .

Проверка режима течения исходного раствора для выбранного подогревателя:

Режим - турбулентный. Подогреватель выбран корректно.

Расчет холодильника.

Расчет холодильника аналогичен расчету подогревателя. Отличие заключается в том, что в холодильнике роль горячего теплоносителя будет выполнять конденсированный раствор охлаждающийся от tкип = 86оС до принятого значения tк = 25оС, а роль холодного теплоносителя будет выполнять вода, нагревающаяся от температуры tн = 10оС до tк = 35оС.

Также примем коэффициент теплопередачи для холодильника Кх = 1000 Вт/(м2*К). Холодильник - многоходовой с диаметром трубок d = 25х2 мм.

Определим среднюю движущую силу теплообмена ?tср .

Так как разность температур горячего теплоносителя (конечного раствора) больше разности температур охлаждающей воды, то средняя температура охлаждающей воды и конечного раствора рассчитывается соответственно как:

Теплоемкость конечного раствора найдем по формуле (35) [4, стр. 43, табл. 3] при :

барометрический выпаривание теплообмен конденсатор

где В0 = -4187; Вх = 4760; В1 = 6,66; В2 = -8,25*10-3 - эмпирические коэффициенты.

Теплоемкость охлаждающей воды при по (13) равна:

Тогда, теплота, передаваемая конечным раствором через стенки трубок по (11) равна:

Тогда ориентировочная площадь теплообмена равна:



Массовый расход охлаждающей воды Gв определим по (11):

Плотности конечного раствора и охлаждающей воды при и соответственно по (9) равны:

Объемные расходы конечного раствора и воды равны:

Динамическая вязкость конечного раствора равна:

Динамическая вязкость охлаждающей воды по (24) равна:

.

Если направить конечный раствор в трубное пространство теплообменника и принять для турбулентного режима Re = 10000, то необходимая скорость конечного раствора равна:

Тогда необходимая площадь проходного сечения трубного пространства по формуле:

Для межтрубного пространства эквивалентный диаметр определяется по формуле [1]:

где: dн - внешний диаметр труб, м;

Исходя из Fор, внутреннего диаметра труб (21 мм) и значение Sт выберем по [6, Приложение А2, стр. 51] четырехходовый теплообменник с F = 65 м2, с внутренним диаметром кожуха D =600 мм, числом труб n = 206, длинной труб l = 4,0 м, проходным сечением трубного пространства Sт = 1,8*10-2 м2, проходным сечением межтрубного пространства

Sмт = 4,5*10-2 м2 .

Проверка режима течения исходного раствора для выбранного подогревателя:

Режим - ламинарный. Направим в трубное пространство холодильника охлаждающую воду, а в межтрубное - конечный раствор. Таким образом, для выбранного теплообменника скорость воды в трубном пространстве и соответствующее значение критерия Re будет равно:

Так как для интенсивного теплообмена наиболее существенен режим в трубах, то полученное значение Re, соответствующее турбулентному режиму, оптимально, холодильник выбран корректно.

Заключение

В данной курсовой работе представлен процесс выпаривания раствора карбоната натрия.

В результате выше проведенных расчетов были выбраны следующие аппараты:

выпарной аппарат: тип 1 исполнение 2 - выпарной аппарат с вынесенной греющей камерой и трубой вскипания с площадью теплообмена F = 400 м2 (по внутреннему диаметру трубы) [5, Приложение 4.1, стр. 182];

барометрический конденсатор диаметром Dбк = 950мм с высотой трубы Нтр = 5680 мм и диаметром барометрической трубы dтр = 200 мм [5, Приложение 4.6, стр. 187].

вакуум-насос типа ВВН-12 мощностью на валу 20 кВт. [5, приложение 4.7, стр.188];

для подогрева выбираем: двухходовой теплообменник, с внутренним диаметром кожуха D = 400 мм, числом труб n = 100, поверхностью теплообмена F = 47 м2, длиной труб L = 6 м, проходным сечением трубного пространства Sт = 1,7*10-2 м2 [6, Приложение А1, стр. 50];

холодильник конечного раствора: четыреходовой теплообменник с F = 65 м2, с внутренним диаметром кожуха D = 600 мм, числом труб n =206, длинной труб l = 4 м, проходным сечением трубного пространства Sт = 1,8*10-2 м2.

Расход греющего пара на всю установку: Gгп = 5,70 кг/с.

Расход воды на всю установку: Gв = 37,69 кг/с.

Литература

1. Касаткин А.Г. Основыне процессы и аппараты химической технологии. / А.Г. Касаткин. - М.: Химия, 1971. - 784 с.

2. Романков П.Г. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи): учебное пособие для вузов / П.Г. Романков В.Ф. Фролов, О.М. Флисюк. - СПб.: Химиздат, 2009. - 544 с.

3. Флисюк О.М. Проектирование однокорпусной выпарной установки непрерывного действия: учебное пособие / О.М. Флисюк, В.Ф. Фролов, В.В. Фомин, Е.И. Борисова. - СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2014. - 47 с.

Размещено на Allbest.ru

...