Курсовой проект по ПАХТ на тему "выпарная установка"
Сущность процесса выпаривания
При кипении растворов нелетучих веществ в паровую фазу переходит только растворитель. При этом по мере испарения растворителя и удаления его в виде паров концентрация раствора, т. е. содержание в нем растворенного нелетучего вещества, повышается.
Процесс концентрирования растворов, заключающийся в удалении растворителя путем испарения при кипении, называется выпариванием.
Большей частью из раствора удаляют лишь часть растворителя, так как в выпарных аппаратах обычных конструкций упаренный раствор должен оставаться в текучем состоянии. Полное удаление растворителя в таких аппаратах возможно в тех случаях, когда растворенное вещество либо является жидким (например, выпаривание растворов глицерина), либо при температуре процесса находится в расплавленном состоянии (например, выпаривание растворов аммиачной селитры или едкого натра). Полное удаление растворителя из раствора возможно также в некоторых аппаратах специальной конструкции, например в распылительных сушилках.
В ряде случаев при выпаривании растворов твердых веществ достигается насыщение раствора; при дальнейшем удалении растворителя из такого раствора происходит кристаллизация, т. е выделение из него растворенного твердого вещества.
Выпаривание широко применяется для повышения концентрации разбавленных растворов или выделения из них растворенного вещества путем кристаллизации.
В промышленности в большинстве случаев выпариваются водные растворы различных веществ. Однако существующие выпарные аппараты и методы их расчета применимы для выпаривания растворов с любыми растворителями, а также для испарения чистых жидкостей.
Проектирование выпарной установки
Есть различные варианты расчета выпарной установки. При проектировании выпарной установки в курсовом проекте обычно придерживаются следующей последовательности действий:
- основные исходные данные - давление или температура греющего пара, число корпусов выпарной установки, расход сырья, начальная и конечная концентрации, давление в барометрическом конденсаторе;
- рассчитвается расход вторичного пара для каждого корпуса и выход упаренного раствора;
- для первой итерации давления по корпусам распределяются равномерно;
- определяются коэффициенты теплопередачи отдельно для каждого корпуса выпарной установки;
- рассчитваются фактические давления по кадому корпусу;
- если они значительно отличаются от принятых, то итерацию повторяют снова, используя в качестве давлений полученные на текущей итерации;
- определяется требуемая поверхность теплообмена и подбираются стандартные аппараты;
- рассчитывается вспомогательное оборудование (барометрический конденсатор, подогреватель сырья, вакуум-насос).
Все расчеты оформляются преимущественно в формате MathCAD (формулы не ракрываются, представлены только результаты вычислений) с подробными комментариями. В отдельных случаях возвожно оформление по ГОСТ с раскрытием формул.
На основании полученных размеров выпарного аппарата и вспомогательного оборудования изготавливаются чертежи. К типовому оборудованию выпаной установки относятся:
- выпарной аппарат (с соосной или вынесенной греющей камерой, с центральной циркуляционной трубой, с принудительной или естественной циркуляцией, пленочный);
- подогреватель сырья - предназначен для нагревания исходного сырья перед подачей в первый корпус;
- барометрический конденсатор - аппарат для конденсации вторичного пара, выходящего из последнего корпуса выпарной установки;
- насосы для перекачивания раствора между корпусами;
- емкости - временное хранение сырья, конденсата, упаренного раствора;
В большинстве случаев чертежи по курсовому проекту "выпарная установка" выполняются после утверждения расчетов руководителем. Примеры готовых чертежей выпарный аппаратов можно найти в галерее, готовые курсовые проекты и дипломы по процессам и аппаратам есть в архиве.
