Чертеж трехкорпускного вакуумного выпарного аппарата

1. Сборочный чертеж выпарного аппарата А1 для концентрирования сульфата титанила:

Аппарат предназначен для упаривания раствора сульфата титанила от начальной концентрации 18,2 %, содержащего 7% серной кислоты.

Производительность по исходному раствору 315 м³/ч.

Поверхность теплообмена 800 кв.м.

Абсолютное давление в аппарате от 0,01 до 0,1 МПа.

Температура исходного раствора 25°С, конченого 96,5°С.

Среда в аппарате и трубном пространстве – сернокислый раствор сульфата титанила. Среда в межтрубном пространстве – насыщенный водяной пар и его конденсат.

При изготовлении аппарата руководствоваться ОСТ 26-01-112-79, ГОСТ 12.2.003-74.

Корпус аппарата и детали, соприкасающиеся с упариваемым раствором изготовить из стали 185Х34Л ГОСТ 2176-77, остальные из стали Ст 3 ГОСТ 380-71. Прокладка из паронита ПОИ-1 ГОСТ 481-80.

Аппарат испытать на прочность и плотность гидравлически в горизонтальном положении под давлением 0,9 МПа.

Неуказанный вылет штуцеров 120 мм.

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 55 страницах, где описана разработка трехкорпусного вакуумного выпарного аппарата производительностью 315 м³/час для концентрирования сульфата титанила.

         Приведено описание теории процесса выпаривания. Выполнен аналитический обзор процесса и краткий обзор существующего аппаратурного оформления процесса. Наиболее распространены поверхностные аппараты, с теплоносителем в виде водяного пара. Рассмотрены конструкции выпарных аппаратов по виду и кратности циркуляции:

• Со свободной циркуляцией;
• С естественной циркуляцией;
• С центральной циркуляционной трубой;
• С подвесной нагревательной камерой;
• С выносными циркуляционными трубами;
• С выносной нагревательной камерой;
• С вынесенной зоной кипения;
• Прямоточные аппараты;
• Роторные прямоточные аппараты;
• С принудительной циркуляцией;
• С тепловым насосом.

В результате обзора выбран аппарат с выносной камерой, которая состоит из трех корпусов, с противоточной схемой питания, т.к. плотность и вязкость исходного раствора небольшие.

Представлена технологическая схема аппарата. Для составления материального баланса дано:

• Исходная концентрация – 125 г/л;
• Производительность – 315 м³/час;
• Конечная концентрация – 240 г/л;
• Кислотный фактор – 2.

Определено общее количество выпариваемой воды – 207539,1 кг/ч и масса воды, которая осталась в растворе после упаривания – 116320,3 кг/ч. Составлена сводная таблица материального баланса.

Выполнен тепловой расчет. Данные занесены в таблицу:

Рассчитана концентрация растворов по корпусам. После расчета поверхности теплоотдачи выбрана высота кипятильной трубы 5 м. Раствор при переходе из корпуса в корпус вносит с собой теплоту. Найденные параметры раствора и пара составлены в виде таблицы по корпусам. Также показана таблица теплофизических свойств раствора и пара.

Проведен аппаратурный расчет по корпусам. В результате подобраны по каталогу параметры подходящего аппарата:

• Действительная поверхность теплообмена 796 м²
• Номинальная поверхность теплообмена 800 м²
• Число труб 1495 шт.
• Диаметр труб 38 _* 2 мм
• Диаметр сепараторов 2600 мм
• Высота труб 5000 мм
• Диаметр греющей камеры 2000 мм
• Общая масса аппарата 36500 кг
• Общая высота аппарата 12000 мм

Выполнен механический расчет и гидравлический расчет основных параметров барометрического конденсатора и вакуум-насоса. Результаты расчетов приведены в таблице:

В качестве изоляции выбран совелит с коэффициентом теплопроводности 0,09 Вт/(м*°С), и вакуум-насос ВНН-50 с мощностью на валу 94 кВт.

         В результате проведения работ была рассмотрена теория и аналитический обзор процесса, краткий обзор существующих конструкций. Перечислены аппараты по виду и кратности циркуляции в порядке усложнения конструкции.

         В технологической части проведен материальный, тепловой, аппаратурный, механический и гидравлический расчеты. В результате расчетов выбрано: аппарат с выносной камерой, которая состоит из трех корпусов, высота кипятильной трубы 5 м, изоляция совелит и вакуум-насос ВНН-50.

Спецификация – 2 листа

В программе: Компас 3D v