Расчет выпарного аппарата, Материальный баланс процесса выпаривания - Технологический процесс выпаривания водного раствора карбоната калия под вакуумом
Материальный баланс процесса выпаривания
Основные уравнения материального баланса:
Где - массовые расходы начального и конечного раствора, кг/с;
ХНач, хКон - массовые доли растворенного вещества в начальном и конечном растворе;
W - массовый расход выпариваемой воды, кг/с:
Поверхность теплопередачи каждого корпуса выпарной установки определяют по основному уравнению теплопередачи :
F=Q/(K* tср )
Для определения тепловых нагрузок Q, коэффициентов теплопередачи К и полезных разностей температур tср необходимо знать распределение упариваемой воды, концентрации растворов и их температур кипения по корпусам. Производительность установки по выпариваемой воде определяют из уравнения материального баланса:
W=Gн*(1-Xн/Xк)
W=3.61*(1-0.03/0.22)=3.118 кг/с
Где W - массовый расход выпариваемой воды, кг/с;
Gнач, Gкон - массовые расходы начального ( исходного) и конечного (упаренного ) растворов, кг/с;
Хнач, Хкон - массовые доли растворенного вещества в начальном и конечном растворе;
F - поверхность теплопередачи, м ;
К - коэффициент теплопередачи, Вт/м *К;
Q-расход теплоты.
Тепловая нагрузка может быть найдена как сумма:
Q=Qнагр+Qисп+Qпот
Расход теплоты на нагревание находится по формуле;
Qнагр= снач*Gнач(tкон-tнач)
Однако приняв tкон=tнач, можно расход теплоты на нагревание принять за ноль. Расход теплоты на испарение вычисляется по формуле:
Qисп = W * (I в. п. - Св*tк )
Где Iвп - удельная энтальпия вторичного пара на выходе его из аппарата, Дж/с. Эту величину находим по значению давлени в аппарате, из таблицы приложения на странице 550 . Для данного случая: Р1=0,55, Iвп=2646*10^3 Дж/с.
Св - удельная теплоемкость воды равная 4190 Дж/ кг*К:
Tк - температура конечного раствора на выходе из аппарата, расчитываемая по формуле:
Tк=1669,6/(10.0888-Lg(0.55*10^4*9.81)+Lg(-3.457*0.22^2-0.417*0.22+1))-228.4=91.04 C
Отсюда:
Qисп = 3,118*(2646000-4190*91,04)=7.06 МВт
Расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду QПот при расчете выпарных аппаратов принимается 3-5% от суммы (QНагр+ QИсп)
/ 2, с 247 /. Следовательно:
Q = 1.05(QНагр+ QИсп)
Для того чтобы найти полезную разность температур необходимо знать температуру греющего пара. Эта величина находится по схеме:
Tг. п.=tкип+20
Температура кипения для данного случая находится по формуле:
Tкип=1,669,6/(10,0888-Lg(68221.659)+Lg(-3.457*0.22^2-0.417*0.22-1))-228.4=97.39 C
Отсюда : tг. п=97,39+20=117,39
По полученной температуре греющего пара, по таблице ( пр-е стр. 550) , подбираем близкую по значению температуру и абсолютное давление. В данном случае:
Tг. п.=116,3
Рабс=1,8 атм
По температуре греющего пара и температуре кипения может быть найдена
Полезная разность температур:
Tср=116,3-97,32=18,98
Из полученных значений находим площадь поверхности теплопередачи:
F=(7.06*10^6*1.05)/(1000*18,98)=390,616 м
Удельный расход пара на выпаривание d представляет собой отношение расхода греющего пара Gгп к расходу испаряемой воды W. Расход греющего пара, в свою очередь, находят по формуле:
Gг. п.=(1,05*Qисп)/(x*r)
Где х-паросодержание ( степень сухости ) греющего пара;
R-удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг.
Gг. п.=(1,05*7,06*10^6)/(0.95*2217*10^3)=3.5 кг/с
Отсюда:
D=Gг. п./W=3.5/3.118=1.129 кг гр. Пара/кг исп. Воды
Выбор выпарного аппарата по каталогу.
F |
Dmm |
D1 mm |
D2 mm |
H mm |
M kg |
L mm |
400 |
1600 |
3800 |
1000 |
15000 |
26500 |
5000 |
Основные размеры выпарных аппаратов выбраны по ГОСТ - 11987- 81.
Высота парового пространства Н1- не более 2500 мм
Условное давление в греющей камере - от 0,014 до 1,0 Мпа
Условное давление в сепараторе - от 0,0054 до 1,0 Мпа
Диаметр трубы d=38*2 мм
F - номинальная поверхность теплообмена м
D - диаметр греющей камеры мм
D1- диаметр сепаратора мм
D2- диаметр циркуляционной трубы мм
H - высота аппарата мм
M - масса аппарата кг
L - длина трубы мм
Выбираем выпарной аппарат с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой. Наиболее подходящим аппаратом для вычесленной поверхности теплопередачи является аппарат с поверхностью равной 400 м. Аппарат с вынесенной греющей камерой характеризуются тем, что упаривание растворов происходит с выделением незначительного осадка, удаляемого механическим путем.([3], стр. 182)
Похожие статьи
-
Описание технологической схемы. В однокорпусной выпарной установке подвергается выпариванию водный раствор карбоната калия под вакуумом. Исходный раствор...
-
Устройство выпарных аппаратов. Разнообразные конструкции выпарных аппаратов применяемых в промышленности, можно классифицировать по типу поверхности...
-
Введение - Технологический процесс выпаривания водного раствора карбоната калия под вакуумом
Выпаривание - это процесс концентрирования растворов твердых нелетучих веществ путем частичного испарения растворителя при кипении жидкости. Выпаривание...
-
Обоснование выбора теплообменника В нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других отраслях промышленности наибольшее...
-
Заварка ламп является основной сборочной операцией при изготовлении ламп. Она заключается в герметичном соединении собранной ножки с колбой. Процесс...
-
Материальный баланс Концентрации исходной смеси, дистиллята и кубового остатка выразим в массовых долях по формуле: , Где xA - массовая доля...
-
Определение расхода стального скрапа. Соотношение между чугуном и скрапом в Ме завалке выбирается с учетом состава и температуры заливаемого чугуна QИзб...
-
Прочностные расчеты выпарного аппарата и его элементов Конструктивный расчет греющей камеры Определение количества трубок , Где - средний диаметр трубок;...
-
Монтаж оборудования Транспортировка выпарного аппарата Выпарной аппарат транспортируют на железнодорожных платформах отдельными блоками. При перевозке...
-
Физическое тепло стали Физическое тепло стали Q1 можно определить по уравнению , Где MСт - вес жидкой стали перед раскислением, кг; С - теплоемкость...
-
Расчет КПД и расхода топлива Определяем потери тепла печью в окружающую среду: Q1 = 0,04 * Qр = 0,04 * 51173,6 = 2046,944 кДж (7.1) Принимаем потери...
-
Металлургический расчет Расчет шихты для выплавки 45 %-ного ферросилиция Расчет ведется на 100кг кварцита. Принимаем следующие распределение элементов...
-
Таблица 5.1 - материальный баланс Поступило % вес. Кг/ч Пропановая фракция 80 8000 Водяной пар 20 2000 Итого 100 10000 Получено % вес. Кг/ч CH4 95,86...
-
Общий припуск z0 равен сумме всех промежуточных припусков zI. Поэтому для каждой обрабатываемой детали можно записать: , Где - число технологических...
-
Определение геометрических размеров основных элементов фланцевого соединения Расчетная температура элементов фланцевого соединения определяется по...
-
Материальный баланс Массовый расход дистиллята GD=1.2 кг/с (см. задание) XD =95 мольн. XF=22 мольн. XW=5 мольн. Для дальнейших расчетов необходимо...
-
Обозначенная поверхность Возможный дефект Способ устранения дефекта Номинальный размер по чертежу Способ устранения дефекта Технические требования к...
-
Расчет абсорбционной колонны, Материальный баланс - Абсорбер для очистки газов от диоксида углерода
Материальный баланс Мольная масса газовой смеси: Плотность газовой смеси, поступающей в абсорбер: Начальные относительные массовые составы газовой и...
-
Основные нормы технологического режима работы аммиачного абсорбера приведены в таблице 2. Таблица 2 - Показатели технологического режима [5] Наименование...
-
Технологический расчет, Материальный баланс - Ректификационная установка
Рассчитать тарельчатую и насадочную ректификационные установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси бензол - толуол. Исходные данные:...
-
Аммиачная селитра -- один из основных видов азотных удобрений; содержит не менее 34,2% азота. Сырьем для получения гранулированной аммиачной селитры...
-
Расчет аппарата воздушного охлаждения газа - Характеристика реконструкции компрессорного цеха
Исходные данные для расчета: - материал - сталь 09Г2С ГОСТ 5520-79; - расчетное давление Р = 7,5 МПа; - допускаемое напряжение для материала камеры при...
-
1. Выбираем по таблице тип теплообменного аппарата АВЗ с наружной поверхностью охлаждения H = 10200 м2 и коэффициентом оребрения =14,6. 2. . Все расчеты...
-
Данному виду обработки подлежат следующие поверхности: - Ш16 с фаской 1Ч45° - 30 и 31 соответственно. Обработка поверхностей будет проходить за 2...
-
Расчет толщины стенки корпуса колонного аппарата, Заключение - Ректификационная установка
Определение толщины стенки колонны проводим на примере тарельчатого аппарата, в котором перерабатываемая среда является агрессивной. Наиболее устойчивой...
-
1 Теплота диссоциации оксидов А) SiO2 > Si +O2; ?H = 863140 Дж (14384,2 ) , (24) Количество диссоциированного кремнезема (для упращения расчетов...
-
Тепло, уносимое корольками металла, запутавшимися в шлаке: Q8=MКорCКорTКор, Температура корольков принимается равной температуре шлака, т. е. 1660°С....
-
Среднюю температуру отходящих газов принимаем равной средней температуре металла за время продувки: C, Средними теплоемкостями газов в зависимости от их...
-
Расчет теплового баланса - Технологический расчет теплообменника
Определяем тепло приходящее с воздухом: Qвозд = 18 * (0,24 + 0,47 * 28,2) * 25 = 6100 кДж (6.21) Определяем тепло приходящее с паром: Qпар = Wс * iп =...
-
Материальный расчет. Приход 1. В абсорбер 2-й ступени поступает коксовый газ из абсорбера 1-й ступени в следующем количестве, кг/ч: Сухой коксовый газ...
-
Схема аппарата Рисунок - Вертикально-цилиндрическая трубчатая печь Устройство аппарата Печь представляет собой вертикальный аппарат, состоящий из двух...
-
Выбор, обоснование выбора конструкции аппарата - Технологический расчет теплообменника
В промышленности применяется большое число различных конструкций и типоразмеров трубчатых печей. При выборе печи в основном следует учитывать вид...
-
Материальный расчет. Приход. 1. Коксовый газ. В абсорбер 1-й ступени поступают коксовый газ из нагнетателя и аммиачно-водяные пары из дефлегматора в...
-
При расчете потребного количества оборудования необходимо привести формулы для расчета производительности с расшифровкой входящих в них параметров и...
-
Оценка технологичности детали по точности выполняется с учетом среднего квалитета точности (формула 4.1) и коэффициента точности обработки (формула 4.2)....
-
Расчет времени отжига Для расчета времени отжига нам необходимо знать верхнюю и нижнюю границу отжига, а также термостойкость стекла. Эти данные можно...
-
Значение коэффициента распределения фосфора между шлаком и металлом в конце продувки при температуре, близкой 1600°С для различных содержаний СаО и FeO...
-
Содержание элементов в готовой стали определено по формуле: , Где [%Э]Гот. ст. - содержание данного элемента в готовой стали после раскисления в ковше,...
-
Затраты на технологическую энергию определяются по формуле: (4.9) Где - затраты на технологическую энергию на i-ой операции, руб. - установленная...
-
Расчет норм расхода клеевых материалов на изделие выполняют на каждый вид клея с учетом способа склеивания (горячий, холодный), метода нанесения клея...
Расчет выпарного аппарата, Материальный баланс процесса выпаривания - Технологический процесс выпаривания водного раствора карбоната калия под вакуумом