 |
1.4. Вспомогательное оборудование выпарных установок
|
|
|
|
1. 4. Вспомогательное оборудование выпарных установок
Для многокорпусной выпарной установки необходимо подобрать по каталогам (в зависимости от объема задания) следующее вспомогательное оборудование:
Подогреватель исходного раствора [9, 10]. В качестве подогревателей обычно применяются: а) при подогреве раствора паром – кожухотрубчатые теплообменники; б) при подогреве раствора конденсатом или другими жидкостями – теплообменники типа«труба в трубе».
Насос для подачи растворав первый корпус [9]. Для выбора насосатребуется знать производительность установки игидравлическое сопротивление линии подачи исходного раствора. Кроме этого, необходимо принимать во внимание химическую активность раствора.
Конденсационная установка [8, 9, 11]. Для многокорпусных выпарных установок обычно применяют конденсаторы смешения (барометрические). В конденсационную установку входят: конденсатор, вакуум-насос, барометрический ящик.
Для отвода конденсата из выпарных аппаратов необходимо подобрать конденсатоотводчики[12, 13, 14].
2. Расчет многокорпусной выпарной установки
В предлагаемом пособии не ставилась задача оптимизации. В нем приводится общая методика расчета многокорпусных установок для наиболее типичных случаев реализации процессов выпаривания. При этом предполагается выпаривание водных растворов.
В задании на проектирование, как правило, указываются следующие данные:
выпариваемый раствор,
технологическая схема установки,
число корпусов установки,
– массовый расход исходного раствора,
, 
– концентрации исходного и упаренного растворов,
температура исходного раствора,
- давление первичного греющего пара,
|
|
|
– давление в барометрическом конденсаторе.
количество отбираемого экстра-пара
2. 1. Производительность установки по выпариваемой воде
Производительность установки по выпариваемой воде определяют с помощью уравнения материального баланса
| (1) |
2. 2. Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов
Основной целью расчета является определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов, входящих в состав установки и обеспечивающих выполнение поставленных в задании на проектирование требований [8, 9, 13, 15, 16]. Поверхность теплопередачи отдельного корпуса установки можно рассчитать с помощью основного уравнения теплопередачи
| (2) |
где 
– тепловая нагрузка аппарата,
– коэффициент теплопередачи,
– полезная разность температур (разность между температурой греющего пара и температурой раствора в кипятильных трубах).
Дляопределения поверхности теплопередачи всех корпусов установки требуется знать указанные параметры для каждого из них, что возможно первоначально сделать только приближенно. Поэтому решение при условии полного учета важнейших факторов может быть выполнено лишь путем последовательных приближений.
Первое приближение
2. 2. 1. Производительность по выпариваемой воде и концентрации растворов
Для расчета концентраций растворов в корпусах в первом приближении задаются на основании практических рекомендаций соотношением нагрузок по выпариваемой воде (вторичному пару) в каждом корпусе. Рекомендуется принимать следующие соотношения для прямоточных выпарных установок:
для двухкорпусной установки 
для трехкорпусной установки 
для четырехкорпусной установки 
и т. д., при этом 
, где 
– производительность 
-го корпуса по выпаренной воде, – номер корпуса.
Для противоточных установок соотношения будут обратными (при счете корпусов по ходу раствора).
|
|
|
Если выпаривание производится с отбором экстра-пара, то приведенными соотношениями пользоваться нельзя. В этом случае расчет ведут от последнего корпуса, для которого количество выпаренной воды в первом приближении равно
| (3) |
где 
, 
, 
, 
– количества экстра-пара, отбираемого из соответствующих корпусов.
Для остальных корпусов количество выпаренной воды рассчитывают с помощью соотношения 
Конечная концентрация раствора в -м корпусе может бытьопределена по формуле
| (4) |
Концентрация раствора в последнем корпусе 
должна соответствовать заданной концентрации упаренного раствора 
.
Так как большинство выпарных аппаратов (кроме пленочных) являются аппаратами идеального смешения, то эти концентрации будет иметь раствор в рассматриваемом корпусе.
|
|
|
