Однокорпусное (однократное) выпаривание - Расчет трехкорпусной выпарной установки для выпаривания хлорида кальция

Процесс однократного выпаривания проводят в одном аппарате. Изобразим схематично выпарной аппарат:

схема устройства однокорпусного выпарного аппарата

Рис.1.1. Схема устройства однокорпусного выпарного аппарата

Материальный баланс выпарного аппарата для непрерывного процесса записывают при допущении, что отсутствует унос нелетучего продукта вместе с каплями, попадающими из кипящего раствора во вторичный пар. Для этих условий материальный баланс по общему количеству продуктов представляют в следующем виде:

(1.1)

По нелетучему продукту:

(1.2)

Где, - расходы соответственно исходного и упаренного растворов кг/с, и - концентрации соответственно растворенного продукта в исходном и упаренном растворе, кг продукта на 1 кг раствора; -- выход вторичного пара, кг/с.

Из уравнений (1.1) и (1.2) подлежат определению расходы упаренного раствора и выход растворителя (вторичного пара):

(1.3)

(1.4)

А также конечная концентрация упаренного раствора:

(1.5)

Расход теплоты на проведение процесса определяют из уравнения теплового баланса, записанного в следующем виде:

(1.6)

Где - расход греющего пара, кг/с; , - энтальпии соответственно греющего и вторичного паров, Дж/кг; , , - энтальпии соответственно исходного и упаренного растворов и конденсата греющего пара, Дж/кг; - потери теплоты в окружающую среду, Дж/с.

Выразим энтальпии растворов и пара в уравнении (1.7) следующим образом:

Где - теплота парообразования при соответствующем давлении.

Тогда с учетом (1.7) уравнение (1.6) можно представить в виде равенства

(1.8)

Где - теплоемкость конденсата греющего пара; - температура конденсации.

Левая часть равенства (1.8) показывает количество теплоты, выделяющейся в выпарном аппарате при конденсации D кг/с греющего пара. Правая часть показывает, на что эта теплота расходуется: первый член - расход теплоты на нагревание исходного раствора от начальной температуры до температуры кипения, второй - расход теплоты на испарение растворителя из раствора при температуре кипения, далее - расход теплоты на компенсацию теплоты концентрирования и потерь теплоты в окружающую среду.

При сравнительно небольшой степени концентрирования раствора и высоком качестве тепловой изоляции величинами и можно пренебречь, учитывая значительное количество теплоты, выделяющейся при конденсации греющего пара. Если же предположить, что раствор поступает на выпаривание при температуре кипения в аппарате, т. е. , то

(1.9)

Или

(1.10)

Если в качестве греющего пара используют насыщенный водяной пар, а упаривают водный раствор, то приблизительно. Это означает, что на испарение 1 кг растворителя затрачивается примерно 1 кг греющего пара, т. е. . В действительности, а если учесть потерю теплоты на компенсацию и, реальное значение.

Уравнение (8) в расчетной практике используют для определения расхода греющего первичного пара D и расхода теплоты для проведения процесса Q. Последняя величина позволяет определить потребную поверхность теплопередачи в выпарном аппарате. Коэффициент теплопередачи К находят по уравнению

Определение полезной разности температур () сводится к нахождению температуры кипения раствора.

Похожие статьи




Однокорпусное (однократное) выпаривание - Расчет трехкорпусной выпарной установки для выпаривания хлорида кальция

Предыдущая | Следующая