> Випарювання чистих розчинів.
Випарювання малоагрессівних рідин (корпус з хімічно стійких матеріалів має дуже високу вартість).
Випарювання розчинів, що утворюють м'яку накип, яка допускає механічну очистку поверхні теплообміну.
1. Класифікація і вибір МВУ
.1 Вибір числа ступенів випарювання
З урахуванням втрат тепла витрата гріючої пари в установці з n ступенями наближено визначається за формулою:
(1)
де кількість випарює розчинника у всіх щаблях установки.
З (1) ясно, що збільшення числа ступенів в зворотної пропорційності знижує витрату пари на МВУ, але також у прямій пропорції збільшує загальну поверхню теплообміну випарних апаратів, т. е. збільшує капітальні витрати.
Розроблено методику техніко-економічного аналізу і визначення оптимального числа ступенів МВУ по експлуатаційних витратах залежно від вартості обслуговування установки, а також витрат на гріючийпар, воду та електроенергію [1]. Оптимальне число ступенів з названої методикою орієнтовно можна визначати за формулою:
(2)
де - коефіцієнт тепловіддачі в останньому щаблі випарної установки,. На рис. 3 показані звичайні межі зміни коефіцієнта теплопередачі для вертикальних випарних апаратів з природною і примусовою циркуляцією випарює розчину, значеннями яких можна користуватися для попередніх розрахунків [2]. Високі коефіцієнти теплопередачі мають місце при випаровуванні розбавлених розчинів, а найнижчі - при випаровуванні вузьких висококонцентраціонних розчинів. Штрихова лінія на рис.3 наближено представляє нижня межа для розчинів з в'язкістю
- поправочний коефіцієнт, що враховує зменшення коефіцієнта тепловіддачі від щабля до щабля МВУ; можна приймати;
- температура насичення гріючої пари на вході в установку:
=158,8, ° С;
- ентальпія вторинної пари в останньому щаблі установки, Дж/кг. Визначається з [3] по тиску вторинної пари в останньому щаблі:
=2683, кДж/кг;
- ентальпія киплячого розчину в останньому щаблі установки, Дж/кг.
Орієнтовна величина визначається наступним чином:
а) з [3] по тиску визначається температура вторинної пари останнього ступеня установки:
t=75,89, С;
б) з [4,7,13] по кінцевій концентрації розчину визначається нормальна фізико-хімічна температурна депресія для даного розчину:
;
С;
в) за формулою І.А. Тищенко визначається справжня фізико-хімічна температурна депресія для розчину в останньому щаблі МВУ:
; (3)
де - прихована теплота пароутворення вторинної пари останнього ступеня, кДж/кг. Визначається з [3] по тиску:
=6,217 · 10-3С;
г) гідростатична температурна депресія в останньому щаблі може бути для попередніх розрахунків обрана в межах 2-5 ° С, причому більша цифра відноситься до висококонцентрованим розчинів:
=3С;
д) температура кипіння розчину в апараті останнього ступеня визначається по співвідношенню,:
(4)
, ° С;
е) по кінцевій концентрації розчину і температурі з [4,27,30] визначається середня теплоємність розчину:
=3,401, кДж/(кг К);
ж) визначається ентальпія киплячого розчину за формулою:
(5)
, кДж/кг;
- температура розчину, що подається в першу сходинку установки:
=- 8=150,84, ° С;
- витрата початкового розчину на установку:
=14, кг/c;
- теплоємність початкового розчину Дж/(кг? К).
Визначається з [4,27,30] по концентрації і температурі розчину, що подається в МВУ:
=3,878, кДж/(кг? К);
- теплоємність охолоджуючої води для конденсатора МВУ, Дж/(кг? К). Визначається з [4] по середній температурі води в конденсаторі:
=4,174, кДж/(кг? К);
- початкова температура охолоджуючої води:
=20, ° С;
- кінцева температура охолоджуючої води, ° С. Різниця між температурами конденсації вторинної пари і йде води становить в протиточних конденсаторах ° С, а в прямоточних ° С.
=75,89-5=70,89, ° С;
А - вартість обслуговування, ремонту та автоматизації 1 м 2 поверхні теплообміну МВУ:
А=420, руб ./ (м 2 год);
В - вартість гріє пара:
В=19, руб./кг;
С - вартість охолоджуючої води:
С=0,7, руб./кг.
У першу чергу формула (2) застосовна для МВУ з апаратами...
