1.4. Выбор вакуум-насоса

Количество воздуха, отсасываемого из конденсатора:

, (4.1)

.

Объем отсасываемых газов:

, (4.2)

где t_Г – температура воздуха, отсасываемого из конденсатора.

, (4.3)

t_ВК, t_ВН - конечная и начальная температуры охлаждающей воды, ^ОС:

t_Г = 20 + 0,1(57 – 20) = 23,7 ^ОС;

Р = Р_К – Р_П - парциальное давление отсасываемого воздуха; (4.4)

Р_К – давление в конденсаторе, МПа;

Р_П – парциальное давление пара в воздухе, которое принимается равным давлению насыщенного пара при t_Г, МПа.

В нашем случае: Р_П = 0,00309 МПа.

Тогда Р_Г = 0,015 – 0,00309 = 0,0119 МПа.

Объем отсасываемых газов:

Для отсасывания рассчитанного количества газов устанавливаем водокольцевой вакуум-насос ВВН-0,75 по ГОСТ 1867-57.

1.5. Расчет подогревателя исходного раствора

Поверхность нагрева подогревателя:

, (5.1)

где Q – тепло на подогрев раствора до температуры кипения.

, (5.2)

здесь t_Н – начальная температура, равная температуре раствора в хранилище, ⁰С;

t_Н1 – температура кипения раствора при концентрации Х_Н=7 % масс:

t_Н1= 102 ⁰С.

Начальную температуру принимаем t_Н = 20 ⁰С.

Средняя движущая сила

. (5.3)

Коэффициент теплопередачи К от конденсирующегося пара к раствору принимается в пределах от 800 до 3 500 Вт/м^2.0С. Принимаем К = 1000 Вт/м^2.0С = 3600 кДж/м^2.ч^.0С .

Поверхность нагрева:

,

где 0,277 – переводной коэффициент кДж/ч^.Вт.

По ГОСТ 9929-64 выбираем кожухотрубчатый теплообменник типа ТН

Для подачи раствора в выпарную установку по каталогу «Насосы» по производительности и напору выбираем центробежный насос типа КНЗ-3/25 производительностью до 5 м³/ч и напором 15,5 м.

1.6. Подбор емкости для концентрированного раствора

Устанавливаем две емкости, работающие попеременно. Переключение емкостей производится один раз в смену.

Тогда объем емкости:

. (6.1)

Для емкостей используем сосуды по ГОСТ 9931-61 тип VIII объемом по 1,6 м³.

Заключение

В результате курсового проекта были рассчитаны основные технологические параметры выпарной установки.

В первом корпусе слабый раствор получает тепло от греющего пара наиболее высоких параметров, а в последнем корпусе концентрированный раствор выпаривается вторичным паром наиболее низкого давления. Увеличение концентрации раствора и падение давления от корпуса к корпусу уменьшает коэффициенты теплоотдачи, а в результате этого снижается общий коэффициент теплопередачи.

Для создания вакуума в выпарной установке к последнему корпусу по ходу вторичного пара подсоединяется полочный барометрический конденсатор. В нижнюю часть барометрического конденсатора под нижнюю тарелку поступает вторичный пар из последнего корпуса, который конденсируется, взаимодействуя на тарелках со стекающей сверху охлаждающей водой. В результате конденсации пара в барометрическом конденсаторе создается пониженное давление. Сконденсированный пар и охлаждающая вода выводятся из конденсатора по барометрической трубе через гидрозатвор. Столб жидкости, находящийся в барометрической трубе, должен уравновешивать атмосферное давление и давление в барометрическом конденсаторе. Несконденсированные газы отсасываются из барометрического конденсатора вакуум-насосом, предварительно пройдя через брызгоуловитель.

Оптимальное число корпусов в многокорпусной установке определяется технико – экономическим расчетом. С увеличением числа корпусов уменьшается расход греющего пара в установке. Однако увеличение корпусов ограничено потерями полезной разности температур. Общие затраты складываются из стоимости изготовления установки, амортизационных расходов, которые пропорциональны числу корпусов, затрат на производство пара и затрат на обслуживание установки. Минимальные суммарные затраты и определяют оптимальное число корпусов многокорпусной установки.

Выпарные аппараты изготавливаются из коррозионностойкой и двухслойной стали.

При выборе конструкции выпарного аппарата учитываются физические свойства раствора, склонность к кристаллизации, чувствительность к высоким температурам, полезная разность температур в каждом корпусе, поверхность теплообмена аппарата, конструкционные особенности аппаратов.