2.10 Распределение полезной разности температур по корпусам

Это распределение сделаем исходя из условий равной поверхности корпусов, т.е. пропорционально Q/K (вариант расчета минимальной общей поверхности). Найдем факторы пропорциональности в каждом корпусе: 1к = Q₁/K₁ и т.д.

1к = Q₁/K₁=14719*1000/1086=13553,4

2к = Q₂/K₂=16315,38*1000/629,9=25901,5

3к = Q₃/K₃=18068,79*1000/214=84433,5

4к = Q₄/K₄=20323,22*1000/62,1=327262,5

Затем находим сумму факторов ΣQ/К=1к+2к+3к+4к

ΣQ/К=1+2+3+4=13553,4+25901,5+84433,5+327262,5=451151

Полезные разности температур по корпусам:Δt = (Q/K) /(ΣQ/K)*Δt_пол

Δt₁=(13553,4/451151)*54,57=1,63^оС

Δt₂=(25901,5/451151)*54,57=3,13^оС

Δt₃=(84433,5/451151)*54,57=10,21^оС

Δt₄=(327262,5/451151)*54,57=39,6^оС

Проверка: ΣΔt=Δt_пол

ΣΔt=1,63+3,13+10,21+39,6=54,57^оС

2.11 Определение поверхности нагрева по корпусам

F = (Q / К*Δt)/1000

где Q - расход тепла в корпусе, Вт

К - коэффициент теплопередачи, Вт/м²*К

Δt - полезная разность температур, К

F₁=13553,4*1,63/1000=22,09 м²

F₂=25901,5*3,13/1000=81,07м²

F₃=84433,5*10,21/1000=862,06м²

F₄=327262,5*39,6/1000=12959,6м²

F_ср=ΣF/(n)4=3481 м²

По ГОСТ 11987-81 выбираем выпарной аппарат с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой:

1. Номинальная поверхность теплообмена – 800м²

2. Количество труб – 1495

3. Действительная поверхность теплообмена, при диаметре трубы 38x2 и длине 5 м =796 м²

4. Диаметр греющей камеры – 2000 мм

5. Сепаратор при р_с≥-0,92 кгс/см²

6. Высота до брызгоотделителя – 1600 мм

7. Диаметр циркуляционной трубы – 1400 мм

8. Диаметр трубы вскипания – 1400 мм

9. высота – 2000 мм

10. Высота аппарата – 13690 мм

2.12 Показатели выпарки

Расход греющего пара в 1 корпусе:

D₁= Q₁ /r_г.п., кг/с

где Q₁ - расход тепла в первом корпусе (тепловая нагрузка), Вт

r_г.п-удельная теплота парообразования греющего пара, Дж/кг

D₁=14719,3/2141=6,7 кг/с

Удельный расход пара:

d = D / W, кг пара/кг воды

d= D / W=6,7/30,8=0,22 кг пара/кг воды

Экономичность выпарки:

Э = 1/d, кг воды/кг пара

Э=1/0,22=4,5

Паросъем перед остановом выпарки на промывку:

S = W*3600/3*F, кг/м²

S=30,8*3600(4*800)=34,6 кг/м³

2.13 Расчет дополнительного оборудования

G_в-расход охлаждающей воды = 6000кг/ч

t_n = 16°С, t_k=50 °С

Расход воды находим:

G=W*(Y/c–t_к)/(t_к–t_н), кг/с

где W - количество конденсирующихся паров, кг/с

Y - энтальпия пара при Рб к., Дж/кг с - удельная теплоемкость воды, °С

G=30,8*(2358*1000/4190-50)/(50/16)=464,5 кг/с

Диаметр барометрического конденсатора определяем из уравнения расхода, принимая скорость пара υ=30 м/с

d = √(4/π)*(W/ρ*υ)

d = √(4/3,14)*(30,8/0,01465*30)=9,4 м

По ГОСТ 18562-84 (приложение) выбираем барометрический конденсатор:

1. Внутренний диаметр конденсатора – 2000 мм

2. Толщина стенки аппарата – 10 мм

3. Расстояние от верхней полки до крышки аппарата – 1300 мм

4. Расстояние от нижней полки до днища аппарата – 1200 мм

5. Ширина полки – 1250 мм

6. Расстояние между осями конденсатора и ловушки:

К₁=1650 мм

К₂=1660 мм

7. Высота установки Н– 8500 мм

8. Ширина установки Т– 3450 мм

9. Диаметр ловушкиD- 800 мм

10. Высота ловушки h- 2300 мм

11. Диаметр ловушки D₁- 800 мм

12. Высота ловушки h₁- 1550 мм

13. Расстояние между полками:

а₁=500

а₂=650

а₃=800

а₄=950

а₅=1070

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте, мною была рассчитана 5-ти корпусная выпарная установка, производительностью 100т/ч

В ходе работы было рассчитано количество воды выпариваемой по корпусам, рассчитана концентрация щелока по корпусам, произведен расчет тепловых потерь по корпусам.

Было составлено уравнение тепловых балансов по корпусам. Рассчитана номинальная поверхность теплообмена.

В результате был принят к установке выпарной аппарат с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой, с номинальной поверхностью теплообмена 125 м².

В качестве дополнительного оборудования был рассчитан барометрический конденсатор.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. -Ленинград.: Химия, 1991.

2 Бушмелев А.В., Вольман Н.С., Кокушкин О.А. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажной промышленности. - Москва.: Лесн. пром-ть, 1985.

3 Романов П.Г., Курочкина М.И., Мозжерин Ю.А., Смирнов Н.Н. Процессы и аппараты химической промышленности. - Ленинград.: Химия, 1989.

4 Коган В.Б., Волков А.Д. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажной промышленноеlи. - Москва.: Лесн. иром-ть. 1980.

5 Плановский А.Н., Рамм В.М., Коган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. - Москва.: Химия, 1968.

6 Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - Москва.: Химия, 1973.

7 Селянина Л.И., Третьяков С.И., Филиппов Б.С., Мариев А.А., Соколов О.М., Богданович Н.И. Процессы и аппараты лесохимических и гидролизных производств. -СПб.: Изд-во СПб университета, 1994.

8 Павлов К.Ф., Романков П.Г.,Носков А.А. Примеры и задачи по курсу пррцессы и аппараты химической технологии. - Москва.: Химия, 1981.

9 http://www.ref.by/refs/81/31058/1.html

10 http://paht.vector-study.ru/process/evapor/multi.html

1