Портнов В.В. Выпаривание. Учебное пособие

Подождите немного. Документ загружается.

100

мая из точки

x5

% на пересечении линии испарения ука-

жет точку 2, соответствующую

y9

. Из точки 2 опустим

перпендикуляр и получим концентрацию

x 10

% на выхо-

де из второго корпуса. Продолжая построение ступени анало-

гичным образом, найдем число корпусов, необходимых для

выпаривания раствора до заданной концентрации.

Таким образом, в результате графического построения

зависимости

 

y f x

и соотношения



рассчитывают коли-

чество выпарных аппаратов установки, пригодной для выпа-

ривания раствора от исходной до заданной концентрации.

При малой концентрации раствора

x5

% кривая ис-

парения приближается к прямой вертикальной линии и угол



стремится к 90°. Это указывает на то, что в такой области

применять поверхностные выпарные аппараты не-

целесообразно. Более эффективными для выпаривания раст-

воров с малым содержанием солей будут установки адиабат-

ного или мгновенного вскипания (по типу опреснительных ус-

тановок морской воды).

Так же нерационально применять выпарные установки

при термической обработке растворов с высоким содержанием

солей, когда

y 1.5

. В этом случае для обезвоживания

растворов до предельной концентрации лучше использовать

АПГ и аппараты с кипящим слоем.

Номограммный способ количества ступеней выпарных

установок следует рассматривать как исключительно предва-

рительный метод при проектировании установок термического

концентрирования растворов. При этом необходимо учитывать

теплофизические свойства растворов и технико-

экономические показатели, определяющие себестоимость по-

лучаемой продукции.

101

Для уточнения оптимального числа ступеней многокор-

пусной выпарной установки можно воспользоваться методи-

кой, разработанной на основе минимальных затрат [2, 3].

АПГ целесообразно применять для концентрирования

раствора от 19 % и более, т. е. до полного насыщения (соглас-

но рис. 30).

Следовательно, для выбора способа концентрирования

водных растворов необходимо вначале рассчитать не только

содержание и концентрацию веществ, растворенных в воде, но

и степень водосодержания

, которая обусловливает технико-

экономические показатели выпарной установки, связанные с

расходом таких теплоэнергетических ресурсов как пар, элек-

троэнергия, охладительная вода и топливо.

Только после технико-экономических расчетов следует

принимать решение о создании той или иной установки, пред-

назначенной для концентрирования растворов.

102

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данное учебное пособие содержит сведения свойствах

растворов, методах их разделения, устройстве, принципах ра-

боты и методах расчета различных типов выпарных аппаратов

и установок.

Последовательное изложение учебного материала

должно способствовать глубокому усвоению студентами дис-

циплины «Тепломассообменное оборудование предприятий»

раздела «Выпарные установки».

Пособие существенно восполнит имеющиеся пробелы в

учебной литературе по теории и аппаратному обеспечению те-

пломассообменных процессов. Пособие может быть использо-

вано как при изучении лекционного материала, так и при кур-

совом и дипломном проектировании студентами специально-

сти «промышленная теплоэнергетика» всех форм обучения.

Материал пособия может быть так же полезен специалистам,

работающим в области выпаривания.

103

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Промышленные тепломассообменные процессы и ус-

тановки: учебник для вузов /А.М. Бакластов, В.А. Горбенко,

О.Д. Данилов и др.; под ред. А.М. Бакластова. – М.: Энерго-

атомиздат, 1986. 328 с.

2. Колач Т.А. Выпарные станции / Т.А. Колач, Д.В. Ра-

дун. – М.: Машгиз, 1963. 400 с.

3. Таубман Е.И. Выпаривание / Е. И. Таубман. – М.:

Химия, 1982. 326 с.

4. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты хи-

мической технологии: в 2 т. / Н.И. Гельперин. – М.: Химия,

1981. 812 с.

5. Лебедев П.Д. Теплообменные, сушильные и холо-

дильные установки: учебник для студ. техн. вузов / П.Д. Лебе-

дев. - М.: Энергия, 1972. 317 с.

6. Алабовский А.Н. Аппараты погружного горения:

учеб. пособие / А.Н. Алабовский, П.Г. Удыма. – М.: Изд-во

МЭИ, 1994. 255 с.

7. Никольский Б.П. Справочник химика: в 6 т. / Б.П.

Никольский. – М.: Химия, 1966. 2054 с.

8. Майоров В.В. Многоступенчатые выпарные установ-

ки: учеб. пособие / В.В. Майоров, В.В. Портнов. – Воронеж:

ВГТУ, 2008. 170 с.

104

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………..3

1. Общие сведения о выпаривании ……………………………..4

2. Свойства растворов……………………………………………8

2.1. Температурные депрессии……………………………….11

2.1.1. Физико-химическая депрессия………………………11

2.1.2. Гидростатическая депрессия………………………...15

2.1.3. Гидродинамическая депрессия………………………17

2.2. Располагаемая и полезная разности температур …...….18

3. Выпарные аппараты………………………………………….20

3.1. Классификация выпарных аппаратов…………………..20

3.2. Поверхностные выпарные аппараты……………………21

3.2.1. Основные конструкции поверхностных выпарных

аппаратов……………………………………………...25

3.2.1.1. Вертикальные выпарные аппараты с естественной

циркуляцией раствора ……………………………25

3.2.1.2. Выпарные аппараты с принудительной

циркуляцией раствора………………………….…38

4. Выпарные установки ………………………………………...45

4.1. Одноступенчатые установки ……………………………45

4.2. Многоступенчатые установки…………………………...47

4.2.1. Классификация МВУ ………………………………..51

4.2.2. Тепловой расчет МВУ ……………………………….59

4.2.2.1. Определение концентрации раствора в отдельных

ступенях МВУ…………………………………….59

4.2.2.2. Распределение полезной разности температур

по ступеням МВУ ……………………………… 62

4.2.2.3. Расчет МВУ по методу И.А. Тищенко ………... 69

5. Контактные выпарные аппараты ………………………… 80

5.1. Конструкции аппаратов с погружными горелками …. 81

5.2. Выпарная установка с АПГ …………………………….83

105

6. Кристаллизационные установки ………………………….. 86

6.1. Общие сведения о процессах кристаллизации ………. 86

6.2. Кристаллизаторы ……………………………………….. 90

7. Установки адиабатного испарения ……………………….. 93

8. Области применимости различных конструкций

выпарных установок ……………………………………….. 97

Заключение …………………………………………………….102

Библиографический список …………………………………. 103

106

Учебное издание

Портнов Владимир Васильевич

ВЫПАРИВАНИЕ

В авторской редакции

Компьютерный набор

В.В. Портнова

Подписано в печать 25.04. 2011

Формат 60×84/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л. 6,6. Уч.-изд. л. 5,5. Тираж 250 экз.

Зак. № …..

ГОУ ВПО «Воронежский государственный

технический университет»

394026 Воронеж, Московский просп., 14