ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 118
Скачиваний: 3
трубки 9 продолжает оставаться погруженным в конденсат, что препятствует находящемуся в горшке пару выходить в линию кон денсата, и горшок снова начинает заполняться конденсатом.
Следующий цикл его работы начинается, когда |
клапан 8 упрет |
|
ся в седло 5 и прекратится доступ конденсата |
из поплавка 11 |
|
и трубки 9 в линию конденсата. Чтобы |
конденсат не проникал из |
|
паровой линии в горшок, предусмотрен |
автоматический клапан 4. |
|
У каждого конденсационного горшка всегда имеется обводная трубка с вентилем. При открывании этого вентиля конденсат сбра сывается в линию. Обводной линией обычно пользуются только при пуске выпарного аппарата или для единовременной продувки горшка.
3 7
Рис. 30. Вакуум-насос типа
/—всасывающий патрубок; 2— на гнетательный напорный патрубок; 3 — циркуляционный сборник.
Рис. 31. Схема рабочего колеса
вакуум-насоса типа РМК:
/ — корпус; 2 — нагнетательное ок
но; 3—лопаткн |
рабочего |
колеса; |
4 — вал; 5—всасывающее |
окно. |
|
Гидравлический затвор сепараторов выпарных аппаратов пред назначен для предотвращения подсосов воздуха, а следовательно, и «срывов» вакуума. Выполняется из нержавеющей стали в виде удлиненного цилиндрического сосуда с крышкой на фланцевых со единениях.
Внижней части гидрозатвора помещен паровой змеевик для подогрева упаренных растворов или плава.
Вкрышке гидрозатвора имеется ввод для трубы из сепаратора, штуцер для заливки раствора аммиачной селитры или воды при пуске выпарного аппарата и воздушник.
Патрубок для вывода упаренных растворов или плава располо жен на высоте примерно 7з от крышки гидрозатвора.
Вакуум-насос типа РМК |
предназначен для поддержания раз |
режения в системе выпарной |
аппарат — сепаратор — барометриче |
ский конденсатор. |
|
Изготовляются вакуум-насосы четырех марок различной про изводительности. В производстве аммиачной селитры широко приг меняются вакуум-насосы РМК-3 и РМК-4. Производительность на соса РМК-3 11 м3 /мин, мощность электродвигателя 29 квт, ско-
84
рость вращения вала 960 об/мин. Все основные части |
вакуум-на |
соса выполнены из чугуна. |
|
Общин вид вакуум-насоса типа РМК изображен |
на рис. 30, |
а схема его рабочего колеса — на рис. 31. |
|
Цилиндрический корпус вакуум-насоса с обеих сторон закрыт крышками. В одной из крышек находится всасывающий патрубок и всасывающие окна (отверстия), в другой — нагнетательный па трубок и нагнетательные окна. Внутри корпуса на эксцентрична закрепленном валу вращается ротор — рабочее колесо с лопастя ми. В корпусе насоса поддерживается постоянный уровень воды.
При вращении рабочего колеса вода лопастями отбрасывается к стенкам корпуса, образуя сплошное водяное колесо. Благодаря этому между лопастями образуются ячейки неодинакового объема.. Вследствие эксцентрического расположения ротора относительно корпуса в первой половине оборота рабочего колеса ячейки увели чиваются в объеме, благодаря чему создается вакуум и происхо дит засасывание воздуха из конденсатора (через всасывающий патрубок и всасывающие окна). Во второй половине оборота ра бочего колеса объем ячеек уменьшается; воздух внутри ячейки сжимается и вместе с водой выталкивается через нагнетательные отверстия и нагнетательный патрубок в циркуляционный сборник, установленный рядом с насосом.
В сборнике вода отделяется от воздуха и снова засасывается в корпус насоса. Количество воды для питания вакуум-насоса ре гулируется специальным вентилем с таким (расчетом, чтобы уро вень ее в сборнике был несколько ниже вала насоса.
Материальные и тепловые расчеты
Материальный расчет первой ступени выпарки
Для упаривания раствора аммиачной селитры в первой ступени выпарит используется тепло конденсации сокового пара, получаемого в аппаратах ИТН
(стр. |
73) |
|
|
Для расчетов принимаются двухступенчатая выпарка и следующие исходные- |
|||
данные: |
|
|
|
|
Поступающий раствор NH4 N03 |
64 |
|
|
концентрация, % . . . . |
||
|
температура, °С . . . . . |
100 |
|
|
количество, кг |
|
1565 |
|
в том числе |
|
|
|
NH4 N03 |
|
1000 |
|
вода |
|
555 |
|
Абсолютное давление пара, |
ат |
0,21* |
|
Конечная концентрация раствора NH4 N03 , % . . . |
84 |
|
Количество отходящего раствора |
составляет: |
|
|
* |
Разрежение 600 мм рт. ст. |
|
|
85
в том числе воды:
1190— 1000= 190 кг
Выпаривается воды:
1565— 1190 = 375 кг
Материальный баланс первой ступени выпарки
П р и х о д |
Р а с х о д |
|
Раствор аммиачной селитры |
Раствор аммиачной селитры |
1 190 |
(64%-ный) |
(84%-ный) . . . |
|
в том числе |
Соковый пар . . . . |
375 |
NH4 N03 |
|
|
вода |
|
|
В с е г о |
В с е г о . |
1 565 |
Определение температуры кипения раствора. Температура кипения гК пп -84%-ного раствора NH4NO3 при абсолютном давлении 0,21 ат определяется по формуле
'кип = 'нас. пара ~г
где ?нас. пара—температура насыщенного пара при абсолютном давлении
0,21 ат, равная 60 °С; — температурная депрессия, определяемая как разность между температурами кипения 84%-ного раствора NH4NO3 и воды при абсолют
ном давлении 1 атм (134—100=34 °С); т] — коэффициент температурной депрес сии, при 60 °С равный 0,763.
Отсюда
tmn = 60 + (34-0,763) = 86 °С
Тепловой расчет первой ступени выпарки
Приход тепла с раствором аммиачной селитры: 1565-100-0,61 =95400 ккал
где 100 — температура раствора NH4NO3, °С; 0,61—теплоемкость 64%-ного
раствора NH4NO3, ккал/(кг-°С).
Так как количество сокового пара, поступающего из нейтрализатора, недо статочно для упаривания раствора селитры, приходится добавлять некоторое ко личество свежего пара. Приход тепла с соковым и (частично) свежим паром, по ступающим на подогрев раствора, обозначим через X ккал. Тогда общий приход
тепла составит:
95400 + X ккал
Расход тепла.
С упаренным раствором аммиачной селитры: 1190-86-0,48 = 49100 ккал
где 86 — температура кипения раствора, °С;
0,48 — теплоемкость 84%-ного раствора NH4NO3, ккал/(кг-°С). С соковым паром, уходящим из выпарки первой ступени:
375-623,1 =233600 ккал где 623,1—энтальпия сокового пара при абсолютном давлении 0,21 атм, ккал.
56
Отсюда общий расход тепла составит:
49100 + 233600 = 282700 ккал
При заданных параметрах процесса требуемый |
расход свежего греющего- |
|||
пара в первой ступени выпарки будет равен: |
|
|
|
|
282700 — 95400 |
, о „ |
1 п г |
|
|
530-3 |
-1,25 = |
435 кг |
|
|
где 536,3—теплота парообразования при абсолютном |
давлении 1,2 |
ат, ккал/кг;: |
||
1,25 — коэффициент, учитывающий |
потери |
тепла |
в количестве |
25% (10% |
в окружающую среду и 15% с инертными |
газами). |
|
||
Материальный расчет второй ступени выпарки
Для упаривания раствора аммиачной селитры ,во второй ступени исполь зуется только тепло конденсации свежего насыщенного пара абсолютным давле нием 9 ат.
Исходные данные: |
|
|
|
|
Поступающий раствор NH4 N03 |
|
84 |
||
концентрация, % |
|
|
||
температура, °С |
|
|
75 |
|
количество, кг |
|
|
1190 |
|
в том числе |
|
|
|
|
NH 4 N0 3 |
|
|
1000 |
|
вода |
|
|
190 |
|
Абсолютное давление в аппарате, ат |
0,34 |
|||
Конечная |
концентрация |
раствора |
(плава) |
NH4 N03 , |
% • • |
• |
|
|
98,5 |
Количество отходящего плава: |
|
|
.; |
|
|
1000-100 |
|
|
|
|
98,5 |
= 1 0 1 5 |
к г |
|
в том числе воды
1015 — 1000= 15 кг
Материальный баланс второй ступени выпарки
|
П р и х о д |
кг |
Р а с х о д |
кг |
Раствор |
аммиачной селитры |
|
Раствор аммиачной селитры |
|
(84%-ный) |
1190 |
(98,5%-ный) |
1015 |
|
в том числе |
1000 |
|
175 |
|
NH<N03 |
|
(1190—1015) |
||
вода |
, |
190 |
|
|
|
В с е г о . . . [ |
1190 |
В с е г о . . . |
1190 |
Для точного расчета процесса выпаривавия концентрированных 1растваров аммиачной селитры вторую ступень выпарки условно разделяют на пять зон.
87
Ниже приведены условия процесса выпарки |
второй |
ступени по зонам: |
||||||
|
3 0 |
|
|
|
|
Разрежение, |
Абсолютное |
|
|
н а |
|
|
мм рт. ст. |
давление, ат |
|||
1. |
Нагревание 84%-ного раствора |
от |
|
|
|
|||
|
75°С до температуры кипения . |
. . |
400 |
|
0,47 |
|||
2. |
Упаривание от 84 до 88% NH4 |
H03 |
|
420 |
|
0,45 |
||
3. |
Упаривание от 88 до 92% NH4 N03 |
|
450 |
|
0,40 |
|||
4. |
Упаривание от 92 |
до 96% |
NH4 |
N03 |
|
480 |
|
0,37 |
5. |
Упаривание от 96 |
до 98% |
NH4 |
N03 |
|
500 |
|
0,34 |
|
В 1-го зону |
поступает |
и выходит |
из |
нее 1190 кг |
раствора |
(здесь |
раствор |
||||||
Бе упаривается). Далее этот раствор |
поступает |
во 2-ю зону, |
откуда передается |
|||||||||||
в 3-ю: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000-100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
gg |
= |
1136 кг раствора |
|
|
|
|
|
|||
|
Во 2-й зоне |
выпаривается вода: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1190 — 1136 = 54 кг |
|
|
|
|
|
|||||
|
Таким же образом производится |
расчет для 3-й, 4-й и 5-й зон. Результаты |
||||||||||||
расчета приведены |
ниже (в кг): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Зоны |
|
|
|
|
|
1-я 2-я 3-я |
4-я |
5-я |
|
||||
|
Поступающий |
раствор |
|
|
|
1190 |
1190 |
1136 1087 |
1042 |
|
||||
|
Отходящий |
раствор |
|
|
|
1190 1136 1087 1042 1015 |
|
|||||||
|
Количество выпаренной веды . . . . |
— |
54 |
49 |
45 |
27 |
|
|||||||
|
Определение |
температуры кипения |
раствора. |
1-я зона. |
Температура |
кипения |
||||||||
•84%-ного раствора при 0,47 атм рассчитывается по формуле |
|
|
|
|||||||||||
|
/кип = 'нас. пара + Л/Г| = 79,4 + |
(39-0,87) = |
109 °С |
|
|
|||||||||
где |
/пас. пара = 79,4 °С при 0,47 атм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Д/=134—100=34 °С |
(134 °С — температура |
кипения 84%-ного |
раствора |
аммиач |
||||||||||
ной |
селитры); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ц = 0 , 8 7 при 79,4 °С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2-я зона. Температура |
кипения |
88%-ного |
раствора |
при 0,45 ат: |
|
||||||||
|
|
|
/ к н п |
= 78 + 42,2-0,86 = |
114,4 °С |
|
|
|
|
|
||||
где |
/нас. цара = 78 °С; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Д / = 4 2 , 4 °С; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т)=0,86 при 78 "С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3-я зона. Температура кипения |
92%-ного |
раствора |
при 0,4 ат: |
|
|||||||||
|
|
|
/кип = 75,4 + 56-0,85= 123 °С |
|
|
|
|
|||||||
ГДе ^пас. пара—75,4 |
С; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
||
|
Д / = 5 6 ° С ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П = 0,85 при 75,4 "С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
4-я зона. Температура кипения |
96%-ного |
раствора |
при 0,37 ат: |
|
|||||||||
|
|
|
/кип = 73,54 + |
84,25-0,84 = 144,5 °С |
|
|
|
|||||||
ГДе /нас. пара = 73,54°С; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
At = 84,25 "С; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
" |
| |
|
|
11 = 0,84 при 73,54 °С. |
кипения |
98,5%-ного |
раствора |
при 0,34 ат; |
|
||||||||
|
5-я зона. Температура |
|
||||||||||||
|
|
|
/ к н п |
= 72,4 + |
115-0,838 = |
169 °С |
|
|
|
|
||||
ГДе /пас. пара = 72,4 °С; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Д / = 1 1 5 ° С ; т) =0,838 при 72,4 °С.
88