Проектирование однокорпусного выпарного аппарата для концентрации водного раствора нитрата калия
Введение
Выпариванием называют процесс концентрирования почти нелетучих или малолетучих веществ в жидких летучих растворителях. В промышленности процессы выпаривания применяются главным образом для уменьшения объема исходного раствора, а также для того чтобы была возможность провести дистилляцию, кристаллизацию или концентрацию растворов нелетучих веществ. Стоит отметить, что выпаривание играет важную роль в атомной промышленности. Выпарные аппараты предназначены для упаривания технологических растворов, образующихся в процессе переработки облученного ядерного горючего, с целью сокращения их объемов и извлечения азотной кислоты. Получение растворов с высокой концентрацией позволяет удешевить хранение и перевозку данных продуктов.Целью данной работный является определение основных характеристик процесса и размеров выпарной установки для упаривания водного раствора нитрата калия с массовой долей в 5%.
Содержание
Введение
1 Литературный обзор
1.1 Сущность процесса выпаривания
1.2 Сравнительная характеристика и выборы основного оборудования
2 Описание технологической схемы
3 Технологический расчет
3.1 Материальный баланс процесса
3.2 Расчет температурных депрессий
Определение тепловых нагрузок
3.4 Расчёт греющей камеры и коэффициента теплопередачи.
Расчёт барометрического конденсатора
4 Расчет вспомогательного оборудования
4.1 Расчет теплообменника (холодильника)
Заключение
Список используемой литературы
Список используемой литературы
Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский «Основные процессы и аппараты химической технологии» 5-е изд., «Издательский дом Альянс», 2010 – 496 с.
К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии» Учебное пособие для вузов. 10-е изд., «Альянс», 2013 – 576 с.
А.Н. Киргинцев, Л.Н. Трушникова, В.Г. Лаврентьева «Растворимость неорганических веществ в воде». Справочник. Изд-во «Химия», 1972, стр 248, табл 87, рис. 589
И.Д. Зайцев, Г.Г. Асеев «Физико-химические свойства бинарных и многокомпонентных растворов неорганических веществ» Москва «Химия» 1988 г. с. 416
Г.Я. Воробьева «Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств», изд. 2-е Москва «Химия» 1975 г. 816 с.
Б.П. Никольский, О.Н. Григоров, М.Е. Позин «Справочник химика» том 1 изд. «Химия» 1966 г. 1072 с.
А.Г. Косаткин Основные процессы и аппараты химичской технологии. Издательство «Химия» М., 1971 г. 784 с.
Циркуляция раствора в аппарате происходит из-за разности плотностей раствора в циркуляционной трубе и паро-жидкостной смеси кипятильных трубах. Появление достаточной разности плотностей обусловлено тем, что поверхность теплообмена каждой кипятильной трубы, приходящаяся на единицу объема выпариваемого раствора, значительно больше, чем у циркуляционной трубы, так как поверхность трубы находится в линейной зависимости от ее диаметра. Следовательно, парообразование в кипятильных трубах должно протекать значительно интенсивнее, чем в циркуляционной трубе, а плотность раствора в них будет ниже, чем в этой трубе. В результате обеспечивается естественная циркуляция, улучшающая теплопередачу и препятствующая образованию накипи на поверхности теплообмена, что является основным плюсом этого аппарата.В аппаратах этой конструкции циркуляционная труба, как и кипятильные трубы, обогреваются паром, что снижает разность плотностей раствора и паро-жидкостной смеси и может приводить к нежелательному парообразованию в самой циркуляционной трубе. Их недостатком является также жесткое крепление кипятильных труб, не допускающее значительной разности тепловых удлинений труб и корпуса аппарата.