Курсовая работа: Конструирование выпарной установки

Содержание

Введение

1.1 Литературный обзор по теории и технологии процесса выпарки

1.2 Обоснование выбора и описание технологической схемы

1.3 Выбор конструкционных материалов аппаратов

2.1Материальный баланс установки

2.2 Тепловой расчёт установки

2.3 Определение расхода греющего пара

2.4 Определение поверхности теплопередачи, выбор типа выпарного аппарата

2.5 Расчёт и выбор вспомогательного оборудования (насос, конденсатоотводчик, барометрический конденсатор)

2.6 Расчёт диаметров трубопроводов и штуцеров

2.7 Расчёт толщины теплоизоляционных покрытий

2.8 Расчёт и выбор теплообменника исходной смеси

3. Основные требования техники безопасности при эксплуатации выпарных установок

Список используемой литературы

Введение

Выпаривание — термический процесс концентрирования растворов твердых веществ, при кипении и частичном удалении жидкого растворителя в виде пара. В химической и смежной с ней отраслях промышленности жидкие смеси, концентрирование которых осуществляется выпариванием, отличаются большим разнообразием как физических параметров (вязкость, плотность, температура кипения, величина критического теплового потока и др.), так и других характеристик (кристаллизующиеся, пенящиеся, нетермостойкие растворы и др.). Свойства смесей определяют основные требования к условиям проведения процесса (вакуум-выпаривание, прямо- и противоточные, одно- и многостадийные многокорпусные выпарные установки), а также к конструкциям выпарных аппаратов. В технике процесс выпаривания (упаривания) получил широкое распространение, так как многие вещества (сахар, поваренная соль, щелочные металлы, аммиачная селитра и многие другие) получают в виде слабых водных растворов, а в готовом для потребления, хранения или транспорта виде они должны быть полностью или частично обезвожены.Таким образом, выпарная установка является важным элементом оборудования многих предприятий химической, пищевой и других отраслей промышленности. От правильного её расчёта и конструирования нередко зависит нормальная работа цеха или завода в целом. В общем случае выбор схемы выпарной установки является задачей оптимального поиска и выполнятся технико-экономическим сравнением различных вариантов с использованием ЭВМ.Впервые выпаривание, как технологический процесс получило применение в производстве сахара. В России в 1802 г. был построен первый сахарный завод с применением упаривания сахарного сиропа. Глубокое научное обоснование и анализ процессов выпарки дан в 1915 г. русским ученым И. А. Тищенко в монографии "Современные выпарные аппараты и их расчёт".

1.1.Литературный обзор по теории и технологии процесса выпарки

Выпаривание – термический процесс концентрирования растворов твердых нелетучих веществ при кипении и удалении жидкого нелетучего растворителя в виде паров. Выпаривание применяют для концентрирования растворов в производстве минеральных солей, органических полупродуктов и удобрений, белково-витаминных концентратов, кормовых дрожжей и других продуктов, а также для регенерации различных растворов (с целью возврата их в технологический цикл) и термического обезвреживания промышленных стоков.

Растворитель может превращаться в пар при кипении жидкости или при поверхностном её испарении. В выпарных аппаратах применяется более интенсивный из этих способов превращения растворителя в пар, а именно кипение. Впервые выпаривание получило промышленное применение в производстве сахара, а в дальнейшем и в химической промышленности. При концентрировании растворов вода иногда удаляется до 90% первоначального веса.

В элементарном виде процесс выпаривания можно осуществить в простом открытом или закрытом сосуде, наполненном раствором, при подводе к нему тепла для кипения и отводе образующихся паров в атмосферу или в конденсирующее устройство.

Выпарные аппараты по принципу работы и конструктивному оформлению имеют много общего с испарителями, применяемыми на электростанциях. Но процесс выпарки водных растворов в выпарных аппаратах имеет принципиальное отличие от процесса кипения чистой воды в испарителях.

Понижение температуры образующихся из раствора водяных паров по сравнению с температурой кипения раствора называют физико-химической температурной депрессией. Обозначив её через ∆₁ , можем написать

∆₁ = t_р – υ

где t_р – температура кипения раствора, ⁰ С;

υ – температура образующихся паров воды, ⁰ С.

Физико-химическая температурная депрессия различна для разных растворов. Она больше у растворов веществ с малым молекулярным весом. Для раствора одного и того же вещества физико-химическая температурная депрессия увеличивается с повышением его концентрации.

Под концентрацией раствора понимают отношение массы сухого вещества в растворе к общей массе раствора в процентах

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--