Автор работы: Пользователь скрыл имя, 07 Сентября 2014 в 17:55, курсовая работа
Выпариванием называют процесс концентрирования жидких растворов практически нелетучих веществ путем частичного удаления растворителя испарением при кипении.
Сущность выпаривания заключается в переводе растворителя в парообразное состояние и отводе полученного пара от оставшегося сконцентрированного раствора. Выпаривание обычно проводится при кипении, т.е. в условиях, когда давление пара над раствором равно давлению в рабочем объеме аппарата.
Введение
1.
Обоснование и описание технологической схемы
1.1 Обоснование выбора технологической схемы
1.2 Обоснование выбора оборудования
2.
Описание конструкции и принципа действия основного оборудования
2.1 Принцип действия проектируемой установки
3.
Описание конструкции и принципа действия вспомогательного оборудования
4.
Расчет выпарного аппарата
4.1 Определение поверхности теплопередачи выпарного аппарата
4.1.1. Концентрации упариваемого раствора
4.1.2. Температура кипения раствора
4.1.3. Полезная разность температур
4.1.4 Определение тепловых нагрузок
4.1.5. Выбор конструкционного материала
4.1.6. Расчет коэффициента теплопередачи
4.1.7. Распределение полезной разности температур
4.1.8. Уточненный расчет поверхности теплопередачи
4.2. Расчет толщины тепловой изоляции
5.
Расчет кожухотрубчатого теплообменника
6.
Расчет и подбор вспомогательного оборудования
6.1. Расчет барометрического конденсатора
6.1.1 Расход охлаждающей воды
6.1.2 Диаметр конденсатора
6.1.3 Высота барометрической трубы
6.2 Расчет производительности вакуум-насоса
6.3 Расчет насоса
7.
Заключение
8.
Список использованных источников
2. Описание конструкции и принципа действия выпарного аппарата
Конструкция теплообменных аппаратов выбирается на основе расчета по определению поверхности теплопередачи. До температуры кипения исходный раствор подогревается в отдельном теплообменнике за счет тепла греющего пара, что позволяет избежать увеличения поверхности. Кожухотрубчатые теплообменники относятся к числу наиболее часто применяемых, который состоит из корпуса и приваренного к нему трубных решеток. В теплообменнике одна среда движется внутри труб, а другая в межтрубном пространстве. Среды направляются противотоком друг к другу. Раствор подаётся снизу вверх, а насыщенный водяной пар в противоположном направлении. Такое направление движения каждой среды совпадает с направлением, в котором стремится двигаться данная среда под влиянием изменения её плотности при нагревании. Кроме того, при указанном направлении движения сред достигается более равномерное распределение скоростей и идентичные условия теплообмена по площади поперечного сечения аппарата.
Вторичный пар из последнего корпуса (в данном случае второго) отводится в барометрический конденсатор, в котором при конденсации пара создается требуемое разряжение.
2.1 Принцип действия
Технологическая схема выпарной установки показана на листе 1 графической части. Исходный разбавленный раствор с концентрацией 3 % масс и температурой 35 0С из промежуточной емкости центробежным насосом подаётся в теплообменник (ГОСТ 15118-79), где подогревается до температуры близкой к температуре кипения, а затем в выпарную установку (ГОСТ 11987-81). Предварительный подогрев раствора производится насыщенным водяным паром.
Выпарной аппарат обогревается свежим водяным паром. Вторичный пар, образующийся при концентрировании раствора, направляется в барометрический конденсатор.
Самопроизвольный перетек раствора и вторичного пара в корпусе возможен благодаря общему перепаду давлений, возникающему в результате создания вакуума конденсацией вторичного пара, а в барометрическом конденсаторе смешения (где заданное давление поддерживается подачей охлаждающей воды и отсосом неконденсирующихся газов вакуум-насосом). Смесь охлаждающей воды и конденсата выводится из конденсатора при помощи барометрической трубы с гидрозатвором. Образующийся концентрированный раствор центробежным насосом подаётся в промежуточную емкость упаренного раствора концентрацией 33 % масс.
Конденсат греющего пара из выпарного аппарата выводится с помощью конденсатоотводчика.
Важное значение имеет охрана окружающей среды. Поэтому необходимо строгое соблюдение технологии очистки сточных вод, отходящих газов и т.д. Целесообразно применение мер профилактики по предотвращению опасных выбросов.