Трехкорпусная выпарная установка Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии»

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общие сведения о выпаривании
Выпаривание-концентрирование растворов (чаще всего твёрдых веществ в воде) частичным испарением растворителя при кипении. При этом повышаются концентрация, плотность и вязкость раствора, а также температура его кипения. При пересыщении раствора растворённое вещество выпадает в осадок. Температура кипения растворов всегда выше температуры кипения растворителей; разность между ними, называется температурной депрессией, растёт с увеличением концентрации растворённого вещества и внешнего давления.
Выпаривание производится за счёт подводимого извне тепла: при температуре ниже 200°С теплоносителем является водяной пар, выше 200°С -высококипящие жидкости (дифенильная смесь, масло) и топочные газы. Обогрев производится через стенку аппарата, а при сильно агрессивных средах барботажем пузырьков газа сквозь раствор или распылением последнего в струе газа.
Выпаривание ведут при атмосферном, пониженном или повышенном давлении. В большинстве случаев экономически выгодно работать под давлением выше 0,1 Мн/м2 (1 кгс/см2), так как в этом случае можно использовать вторичный пар для обогрева других аппаратов. При работе с термически нестойкими веществами пользуются вакуум-выпарной, что позволяет снизить температуру кипения растворов и уменьшить поверхность нагрева (вследствие увеличения разности температур между нагревающими агентами и кипящим раствором). Вакуум в аппаратах создаётся конденсацией вторичного пара и отсасыванием вакуум-насосом несконденсировавшейся паровоздушной смеси. Выпаривание используется в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Существует более 80 разновидностей выпарных аппаратов с паровым обогревом. В малотоннажных производствах обычно применяют вертикальные и горизонтальные цилиндрические выпарные аппараты с обогревом змеевиками или нагревательными рубашками; в крупнотоннажных производствах -аппараты с внутренними и выносными нагревательными камерами, плёночные аппараты, в которых...

Задание

Спроектировать выпарную установку для выпаривания раствора нитрата натрия от начальной концентрации % (масс.) до % (масс.). Производительность аппарата по исходному раствору G=3,33 (кг/с). Обогрев первого корпуса производится сухим насыщенным водяным паром давлением МПа. Третий корпус выпарного аппарата работает под вакуумом . Установка обслуживается смешивающим противоточным барометрическим конденсатом и поршневым вакуум-насосом. Охлаждающая вода поступает в конденсатор при температуре . Слабый раствор поступает при температуре и перед входом в первый корпус нагревается до температуры кипения в 3 последовательно соединенных подогревателях. Число корпусов в выпарной установке n =3.
Выпаривание – процесс концентрирования растворов твёрдых нелетучих веществ путём удаления жидкого летучего растворителя в виде паров. Сущность выпаривания заключается в переводе растворителя в парообразное состояние и отводе полученного пара от оставшегося сконцентрированного раствора.
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 др.), так и других характеристик (кристаллизующиеся, пенящиеся, нетермостойкие растворы и др.). Свойства смесей определяют основные требования к условиям проведения процесса (вакуум-выпаривание, прямо-противоточные, одно - многостадийные многокорпусные выпарные установки), а также к конструкциям выпарных аппаратов.
Выпарные аппараты и установки являются важнейшим оборудованием в химической, пищевой, витаминной и других отраслях промышленности. Основная их задача - концентрирование растворов, выделение из них растворенного вещества в чистом виде. Одновременно с этим они снабжают завод греющим паром за счет отбираемых вторичных паров, а также обеспечивают котельные установки и другие технологические потребности...

В курсовом проекте рассматривалась трехкорпусная выпарная установка с естественной циркуляцией. Были осуществлены выбор технологической схемы аппарата, технологический расчет основного аппарата, механический расчет аппарата на прочность, выбор и расчет вспомогательного оборудования.
В период работы над курсовым проектом приобретены навыки самостоятельной работы по выполнению расчетов химической аппаратуры, справочной литературой, выбора аппаратуры.