Расчет выпарной установки

Исходные данные

Водный раствор                                                                        КNO3

Расход разбавленного раствора, кг/с                                                22

Концентрация раствора, % масс.

        начальная                                                                                7

        конечная                                                                                25

Абсолютное давление греющего пара, МПа                                0,25

Абсолютное давление в барометрическом конденсаторе, МПа        0,015

Начальная температура раствора, °С                                                28

Начальная температура охлаждающей воды, поступающей

в барометрический конденсатор, °С                                                22

Разность между температурой смеси охлаждающей воды и

конденсата, выходящей из конденсатора и температурой

конденсации вторичного пара в конденсаторе, °С                        8

Исходный раствор перед подачей в выпарной аппарат подогревается греющим паром в кожухотрубчатом теплообменнике от температуры tн = 20 °С до температуры кипения. Упаренный раствор охлаждается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t = 15 °С. Температуру охлаждающей воды принять 10 … 20 °С.

Содержание

Введение                                                                                                4

1 Описание технологической схемы                                                        6

2 Расчет                                                                                                8

2.1 Первое приближение                                                                        8

2.2 Второе приближение                                                                        20

Выводы                                                                                                25

Список использованной литературы                                                        26

Введение

При кипении растворов нелетучих веществ (например, растворов солей, щелочей, органических веществ с очень низким давлением паров при температуре кипения и т. п.) в пары переходит практически только растворитель. По мере его испарения и удаления в виде паров концентрация раствора повышается. Процесс концентрирования растворов, заключающийся в частичном удалении растворителя путем его испарения при кипении, называется выпариванием.

Испарение происходит при температурах, ниже температуры кипения данного раствора происходит с его поверхности, в то время как при кипении растворитель испаряется во всем объеме кипящего раствора, что значительно интенсифицирует процесс удаления растворителя из раствора.

Обычно из раствора удаляют лишь часть растворителя, так как в применяемых для выпаривании аппаратах, вещество должно оставаться в текучем состоянии. В ряде случаев при выпаривании растворов твердых веществ достигается насыщение раствора. При дальнейшем удалении растворителя из такого раствора происходит кристаллизация, то есть выделение из него твердого вещества.

Процесс выпаривания широко применяется для повышения концентрации разбавленных растворов, выделения из них растворенных веществ путем кристаллизации, а иногда – для выделения растворителя(например, при получении питьевой или технической воды в выпарных опреснительных установках)

Для осуществления процесса выпаривания необходимо теплоту теплоносителя передать кипящему раствору, что возможно лишь при наличии разности температур между ними. При анализе и расчете процесса выпаривания эту разность температур называют полезной. В качестве теплоносителя в выпарных аппаратах чаще всего используют насыщенный водяной пар, который называют греющим или первичным, хотя, конечно для этой цели могут быть применены и другие виды нагрева, и другие теплоносители.