1 Обоснование и описание установки

1.1 Обоснование установки

Выберем схему непрерывно действующей установки, так как она обеспечивает высокую производительность и меньшие затраты по сравнению с периодической схемой.

При выпаривании осуществляется прямоточное движение греющего пара и раствора, что не требует установки насосов для перекачки раствора из корпуса в корпус.

Принимаем однокорпусную установку. Что обеспечит меньший расход материалов, более экономное использование производственных площадей, простоту организации и контроля процесса.

Процесс выпаривание осуществляется в аппарате с принудительной циркуляцией и соосной греющей камерой. Этот тип аппаратов используется для выпариания вязких чистых растворов, не выделяющих осадок, а также при незначительных накипеобразованиях на трубках, удаляемых промывкой [1].

Процесс выпаривания будем осуществляться под вакуумом, поскольку при этом температура выпариваемого раствора будет меньше, чем при избыточном давлении и следовательно необходимо меньше энергозатрат на работу такой установки. Создание вакуума обеспечивается вакуум-насосом.

Для конденсации водяного пара используется поверхностный конденсатор, так как он позволяет получить дистиллят вторичного пара.

В качестве теплообменника, как вспомогательного оборудования принимаем кожухотрубчатый теплообменник, так как он прост в изготовлении и эксплуатации.

Основными типами насосов, применяемых в химической технологии, являются центробежные, поршневые и осевые насосы. Насосы отличаются между собой производительностью, напором и принципом действия [2].

В качестве насоса, подающего исходный раствор в выпарной аппарат выбираем центробежный.

Центробежные насосы имеют значительные преимущества по сравнению с поршневыми: равномерность подачи, быстроходность, компактность, простоту устройства, возможность перекачивания загрязненных жидкостей, так как в центробежных насосах имеются большие зазоры между кожухом и колесом и отсутствуют клапаны. Для установки центробежных насосов не требуются массивные фундаменты[3].

1.2 Описание технологической схемы

Технологическая схема выпарной установки представляет собой систему выпарного аппарата, поверхностного конденсатора, теплообменника, насоса, емкостей для исходного и упаренного растворов, конденсатоотводчиков и трубопроводов участвующих в процессе выпаривания раствора. Упрощенная технологическая схема проектируемой установки приведена на рисунке 1.1.

Согласно прямоточной схеме проектируемой установки исходный раствор подается насосом Н в кожухотрубчатый подогреватель П, где нагревается до температуры кипения.

Рисунок 1.1 – Упрощенная технологическая схема

В качестве горячего теплоносителя используется насыщенный водяной пар. Предварительно нагретый до температуры кипения, поступает в выпарной аппарат АВ, обогреваемый свежим, (первичным) паром.

Вторичный пар отводится в барометрический конденсатор КБ, в котором при конденсации пара создается требуемое разряжение. Воздух и неконденсирующиеся газы, попадающие в установку главным образом через неплотности трубопроводов отсасываются через ловушку-брызгоулавливатель вакуум-насосом НВ.

С помощью вакуум-насоса НВ поддерживается также устойчивый вакуум, так как остаточное давление в конденсаторе может изменяться с колебанием температуры воды, поступающей в конденсатор.

Необходимым условием передачи тепла в корпусе должно быть наличие некоторой полезности разности температур, определяемой разностью температур греющего пара и кипящего раствора.