МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИФЕДЕРАЦІЇ
Омський Державний ТехнічнийУніверситет
Кафедра В«Хімічна технологіяорганічних речовин В»
Спеціальність В«Хімічна технологіяпереробки нафти і газу В»
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
На тему: В« Розрахунок багатокорпусної випарної установки В»
з дисципліни В«Процеси і апаратихімічної технології В»
Омськ 2010
Зміст
Введення
Основніумовні позначення
1. Визначенняповерхні теплопередачі випарних апаратів
1.1 Розрахунокконцентрацій упарюють розчину
1.2Визначення температур кипіння розчинів
1.3 Розрахуноккорисної різниці температур
1.4Визначення теплових навантажень
1.5 Вибірконструкційного матеріалу
1.6 Розрахуноккоефіцієнтів теплопередачі
1.7Розподіл корисної різниці температур
1.8Уточнений розрахунок поверхні теплопередачі
2.Визначення товщини теплової ізоляції
3. Розрахунокбарометричного конденсатора
3.1Визначення витрати охолоджуючої води
3.2 Розрахунокдіаметра барометричного конденсатора
3.3 Розрахуноквисоти барометричної труби
4. Розрахунокпродуктивності вакуум-насоса
5. Розрахунокдіаметрів трубопроводів і підбір штуцерів
6. Розрахунокнасоса для подачі вихідної суміші
7. Розрахуноктеплообмінника-підігрівача
8. Розрахунокдопоміжного обладнання випарної установки
8.1. Розрахунокконденсатовідвідників
8.1.1 Розрахунокконденсатовідвідників для першого корпусу випарної установки
8.1.2 Розрахунокконденсатовідвідників для другого корпусу випарної установки
8.1.3 Розрахунокконденсатовідвідників для третього корпусу випарної установки
8.2 Розрахунокємностей
9.Механічні розрахунки основних вузлів і деталей випарного апарату
9.1 Розрахуноктовщини обичайок
9.2 Розрахуноктовщини днищ
9.3Визначення фланцевих з'єднань і кришок
9.4 Розрахунокапарату на вітрове навантаження
9.5 Розрахунокопор апарату
Висновок
Бібліографічнийсписок
Додатка
Введення
У хімічній промисловості випарювання піддають розчинитвердих речовин (головним чином водні розчини лугів, солей та ін), а такожрозчини висококиплячих рідин, що володіють при температурі випарювання дужемалим тиском пари (деякі мінеральні та органічні кислоти, багатоатомніспирти та ін.)
Концентровані розчини та тверді речовини, одержувані врезультаті випарювання, легше і дешевше переробляти, зберігати і транспортувати.
Тепло для випарювання можна підводити будь-якими теплоносіями,застосовуваними при нагріванні. Однак у переважній більшості випадків уЯк гріє агента при випаровуванні використовують водяну пару, який називаютьгріючим або первинним.
Пара, що утворюється при випаровуванні киплячого розчину, називаютьвторинним. Тепло, необхідне для випарювання розчину, зазвичай підводиться черезстінку, яка відокремлює теплоносій від розчину.
Процеси випарювання проводять під вакуумом, при підвищеному іатмосферному тиску. Вибір тиску пов'язаний з властивостями випарює розчинуі можливістю використання тепла вторинної пари.
При випаровуванні під вакуумом стає можливим проводитипроцес при більш низьких температурах, що важливо в разі концентруваннярозчинів речовин, схильних до розкладання при підвищених температурах. Крімтого, при розрідженні збільшується корисна різниця температур, що дозволяєзменшити поверхню нагріву апарату, а також використовувати гріючий агентбільш низьких температури і тиску. Внаслідок цього випарювання під вакуумомшироко застосовують для концентрування висококиплячих розчинів. Застосуваннявакууму дає можливість використовувати в якості гріючого агента, крім первинногопара, вторинний пар самої випарної установки. При випаровуванні під тискомвище атмосферного також можна використовувати вторинний пар, що дозволяє кращевикористовувати тепло. Однак випарювання під надлишковим тиском пов'язане зпідвищенням температури кипіння розчину, тому даний спосіб застосовується лишедля випарювання термічно стійких речовин.
При випаровуванні при атмосферному тиску вторинний пар не використовуєтьсяі зазвичай видаляється в атмосферу.
Найбільш поширені багатокорпусні випарні установки,складаються з декількох випарних апаратів, в яких вторинний пар кожногопопереднього корпусу направляється в якості гріючого в наступний корпус. Прицьому тиск в послідовно з'єднаних корпусах знижується таким чином,щоб забезпечити різниця температур між вторинним пором з попередньогокорпусу і розчином киплячому в даному корпусі, тобто створити необхідну рушійнусилу процесу випарювання. У цих установках первинним парою обігріваєтьсятільки перший корпус, отже, в багатокорпусних установках досягаєтьсязначна економія первинного пара в порівнянні з однокорпусні установкамитієї ж продуктивності.
За відносного руху гріючої пари і випарює розчинувипарні установки поділяють на кілька груп:
а) прямоточні випарні установки для розчинів, що володіютьвисокою температурною депресією;
б) протиточні - для розчинів володіють високою в'язкістюпри підвищенні їх концентрації (у цих схемах між ступенями ставлять насоси);
в) установки з паралельним живленням - для легко кристалізуютьсярозчинів;
г) установки з відпусткою частини вторинних парів споживачем;
д) випарні установки зі змішаним живленням корпусів длярозчинів з підвищеною в'язкістю.
при великій продуктивності (від декількох кубічнихметрів на годину і вище), що характерно для промисловості, випарювання проводятьпо безперервному принципом. В апаратах безперервної дії зазвичай створюютьумови для інтенсивної циркуляції розчину, тобто в таких апаратахгідродинамічна структура потоків близька до моделі ідеального змішення.Тому концентрація розчину в таких апаратах ближче до кінцевої, що призводитьдо погіршення умов теплопередачі (тому, з підвищенням концентрації розчинузбільшується його в'язкість і, отже, знижується коефіцієнт тепловіддачівід стінки до розчину).
Періодичне випарювання проводять при малихПродуктивність і необхідності упарювання розчину до істотно високихконцентрацій.
Обгрунтування вибору установки.
У даному проекті розглядається багатокорпуснихвакуум-Випарна встановлення з природною циркуляцією розчину в корпусах івинесеною гріючої камерою (тип 1, виконання 2), що працює при прямоточному русігріючої пари і розчину.
Переваги проведення випарювання в установці з розрідженнямв останньому корпусі розглянуті вище. Це можливість проводити процес прибільш низьких температурах; збільшення корисної різниці температур і,отже, зменшення поверхні нагрівання апарата, а також можливістьвикористовувати в якості гріючого агента вторинний пар самої установки.Використання багатокорпусної установки дає економію гріючої пари і тепла.
Використання багатокорпусної установки дає економію грієпари і тепла. При розміщенні гріючої камери поза корпусу апарата єможливість підвищити інтенсивність випаровування за рахунок збільшення довжиникіпятільних труб. Апарати з винесеною гріючої камерою мають кіпятільниетруби, довжини яких часто досягають 6-7 метрів. Вони працюють при більш інтенсивної циркуляції, що обумовлено тим, що циркуляційна труба не обігрівається, апідйомний і опускне ділянки циркуляційного корпусу значну висоту.Виносна гріюча камера легко відділяється від корпуса апарата, що полегшує іприскорює чистку та ремонт.
Опис технологічної схеми .
Технологічна схема процесу випарювання представлена ​​накресленні 1. Вихідний розбавлений розчин з ємності Е1 відцентровим насосом Н1подається в теплообмінник Т (де підігрівається до температури близької дотемпературі кипіння), а потім у перший...
