Двухкорпусная выпарная установка

 

     Как видно, полезные разности температур, рассчитанные из условия равного  перепада давления в корпусах и найденные  в 1-м приближении из условия равенства  поверхностей теплопередачи в корпусах, существенно различаются. Поэтому  необходимо заново перераспределить температуры (давления) между корпусами установки. В основу этого перераспределения температур (давлений) должны быть положены полезные разности температур, найденные из условий равенства поверхностей теплопередачи аппаратов.

     Уточненный  расчет поверхности теплопередачи

     В связи с тем, что существенное изменение давлений по сравнению  с рассчитанным в первом приближении  происходит только в 1-м и 2-м корпусах (где суммарные температурные  потери незначительны), во втором приближении  принимаем такие же

     значения  Δ^/,Δ^// и Δ^/// для каждого корпуса, как в первом приближении. Полученные после перераспределения температур (давлений) параметры растворов и паров по корпусам представлены ниже: 

 

     Рассчитаем  тепловые нагрузки (в кВт):

     Q₁ = 1,03_*[1,11_*3,68_*(131,06-129,06)+0,435_*(2726,78-4,19_*131,06)] = 1026,957;

     Q₂ = 1,03_*[(1,11-0,335)_*3,45_*(99,83-131,06)+0,52_*(2648,97-4,19_*82,76)] = 1121,06;

     Расчет  коэффициентов теплопередачи, выполненный выше описанным методом, приводит к следующим результатам: К₁ = 1767 м²_*К/Вт; К₂ = 1512 м²_*К/Вт.

     Распределение полезной разности температур:

     Δt_п1 =94,98 *(981,79/1767) / (981,79/1767 +1211/1512) = 41,85 град,

     Δt_п2 =94,98*(1211/1512) /(981,79/1767 +1211/1512)=53,13 град,

     Проверим  общую полезную разность температур установки: 

     ΣΔt_п = Δt_п1 + Δt_п2 =41,85+53,13=94,98град. 

     Различия  между полезными разностями температур по корпусам в 1-м и 2-м приближениях не превышают 5%.

     Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов:

     F₁ = (978,545*10³) / (1767*41,97) = 13,2 м²,

     F₂ = (112,06*10³) / (15612*56,13) = 13,2 м².

     По  ГОСТу11987-81 выбирем выпарной аппарат  со следующими характеристиками:

     Номинальная поверхность теплообмена F_н 16 м²

     Диаметр труб d 38*2 ммІ

     Высота  труб H  4000 ммІ

     Диаметр греющей камеры d_к 400 мм

     Диаметр сепаратора d_с  800 мм

     Диаметр циркуляционной трубы d_ц 250мм

     Масса аппарата M_а  14500кг

     Определение толщены тепловой изоляции

     Толщенную тепловой изоляции δ находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду: 

     α _в (t _ст2- t _в)= (λ_и /δ_и)(t _ст1 – t_ст2) 

     где α _в =9,3+0,058 t _ст2- коэффициент тепло отдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду,Вт/мІ К;

     t _ст2-температура изоляции со стороны окружающей среды, С°;

     t _{ст1 -} температура изоляции со стороны аппарата t _{ст1 =} t _г1, С°;

     t _в – температура окружающей среды,С°

     λ_и -коэффициент теплопроводности изоляционного материала Вт/м К.

     α _в = 9,3 + 0,058*40 =11,62 Вт

     в качестве материала для тепловой изоляции выберем совелит (85% магнезии = 15% асбеста), имеющий коэффициент теплопроводности λ_и =0,09 Вт/м К.

     Тогда получим

     δ_и =0,09(179,8-40)/11,62(40-60)=0,054 м

     Расчет  на прочность 

     Эллиптическое днище.

 

 

      Коническое днище.

 

     Расчет  толщины обечаек. 

      ,

      .  

     

     

     

     

     Условие выполняется, следовательно толщина  обечайки выбрана правильно. 

 

      Заключение 

     В курсовой работе рассмотрена двухкорпусная выпарная установка, произведены основные расчеты по определению поверхности теплоотдачи выпарного аппарата, концентрации упариваемого раствора К2СО3. Исходя из свойств соли был выбран аппарат первого типа с третьим исполнением, выпарной трубчатый аппарат с естественной циркуляцией, с сосной греющей камерой и солеотделением. Упариванием раствора, выделяющиеся кристаллы, удаляются промывкой.  

 

      Список использованной литературы 

1 Реми Г. Курс неорганической химии/-М.: Мир 1989.-823с.

2 Колчан  Т.А. Выпарные станции/Т.А. Колчан, Д.В. Радун-.М.:Машгиз,1963.-398с.

3 Основные  процессы и аппараты химической  технологии/Под ред. ЮЙ Дыднерского.-М:. Химия, 1991.-494с.

4 Павлов  К.Ф примеры и задачи по курсу  процессов и аппаратов химической  технологии / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А Носков.- Л.: Химия,1987.-576 с.

5 Справочник химика / Под редакцией Б.Н. Николенского. Т. 1-6.-М.;Л.:химия, 1966.

6 Аппараты  выпарные трубчатые вертикальные  общего назначения:Каталог.- М.:ЦИНТИхимнефтемаш,1979.-272с.