Переработка отходов атомной энергетики методом упарки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
выпарной аппарат АТ-08002. В этот же аппарат в процессе выпаривания подается:
ингибитор (раствор К2Сг2О7) с массовой концентрацией (1,0-1,5) г/л и с расходом (12-15) л/ч, для снижения скорости коррозии выпарного аппарата (-2-);
флегма на тарелки с производительностью 1 м3/ч, для очистки парогазовой фазы от радионуклидов (-3-);
греющий пар, для нагрева исходного раствора (-4-).
После выпаривания конденсат (-5-) направляется в бак-сборник AT-08068, кубовый остаток (-7-) в бак-сборник AT- 08028. Парогазовая фаза (-6-) поступает в ректификационную колонну AT-08007, куда также подается флегма для доочистки азотной кислоты от примесей.
После ректификации соковый конденсат (-8-) поступает в бак-распределитель AT-08077, в котором происходит измерение рН (концентрация азотной кислоты должна быть не больше 2 г/л). Соковый конденсат (-10-) поступает в бак-нейтрализатор AT-08088, куда подается раствор Na2CO3 с концентрацией 100 г/л (-9-) , происходит реакция нейтрализации, после чего измеряется РН (рН должен быть в пределе 7-8). Далее сброс в условно чистую канализацию.
Регенерированная азотная кислота поступает в бак-сборник AT- 08084, где происходит усреднение. Отбирается химическая проба (концентрация азотной кислоты должна быть 580-630 г/л ), после чего азотная кислота поступает в технологический процесс.
Смотри приложение рис. 1
АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОЦЕССА
Исходный раствор из баков AT-08015 и AT-08016 через вентили В-0804547/1 и В-0804547/2 подается в низ греющей камеры. В межтрубное пространство через вентили В-0800202/1, В-0800202/3 и В-0800202/4 подается глухой пар под давлением. Для поддержки давления в аппарате предусмотрена сдувка. Через вентили В-0800206/1 и В-0800206/2 подается компрессорный воздух, для создания избыточного давления более 0,6 атм. При нагревании греющим паром происходит вскипание раствора в кипятильных трубочках и жидкость как бы всплывает вверх и тем самым утягивает за собой холодный раствор из трубки. Кипящий раствор выбрасывается в сепаратор, где происходит разделение парожидкостной фазы на пар (HNO3 и Н2О) и жидкость (соли металлов). Не испаренная часть попадает обратно в греющую камеру через нижнюю циркуляционную трубу. Там она смешивается со свежей порцией раствора. Таким образом, греющая камера работает как тепловой циркуляционный насос. Движение в аппарате идет за iет разности плотностей и кипения раствора. Упаренный раствор непрерывно или периодически (в зависимости от коэффициента концентрирования) через вентиль В-0802840 выводится из сепаратора по трубопроводу в аппарат сборник кубового остатка в AT-08028.
Отделенный пар, проходя вверх по тарелкам сепаратора, орошается флегмой (дистиллированная вода), подаваемой в сепаратор через вентили В-0800245 и В-0809745-3, для очистки паров вторичного пара от радионуклидов, вместе с флегмой подается К2Сг2О7 (хромпик), для снижения скорости коррозии аппарата, через вентили В-0804740/1, В-0804740/2 и В-0804740/3. Стекающая по тарелкам в куб выпарного аппарата флегма, поглощает часть азотной кислоты, тем самым, повышая ее концентрацию в кубовом остатке.
Сконденсированный пар из греющей камеры через вентиль В-0800213 и другие вспомогательные вентиля выводится в аппарат AT-08068.
Очищенный пар выдается через трубопровод на ректификацию в аппарат AT-08007. Ректификационная колонна также снабжена тарелками орошаемые флегмой, которая подается в верхнюю часть колонны через вентили В-0800740/1, в-0800740/2, В-0800740/3, В-0800740/4 и в нижнюю часть колонны через вентили В-0800740/1, В-0800740/2, В-0800740/3, В-0800742/1 для доочистки парогазовой фазы.
Флегма, стекающая по тарелкам в куб ректификационной колонны, попадает в греющую камеру через нижнюю циркуляционную трубу. Где она греющим паром, подаваемым через вентили В-0800702/1 и В-0800702/2, доводится до кипения и возвращается в сепаратор ректификационной колонны.
Кислота с тарелок через вентиль В-0800745 выводится в аппарат AT-08084.
Кубовый остаток (соковый конденсат) через вентили В-0800745/3, В-0800746 в аппарат AT-08044.
Сконденсированный пар греющей камеры ректификационной колонны через вентиль В-0800713/0 и другие вспомогательные вентиля поступают в аппарат AT-08068.
Оставшаяся в ректификационной колонне азотная кислота выводится через В-0800717/2 в AT-08084, через в-0800717/3 в AT-08089, и через вентиль В-0800717 в AT-08044.
РАiЕТ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА ГРЕЮЩЕЙ КАМЕРЫ НА ЗАДАННУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
ДАНО:
. Производительность выпарного аппарата G=5 м3/ч.
. Состав и массовая концентрация компонентов в исходном растворе: (HNO3)=150 г/л(NaNO3)=10 г/л(Al(NO3)3)=20 г/л(Fe+3)=1 г/л(ТБФ)=200 мг/л(парафин)=150 мг/л
bоб=3,7*1012 Бк/л (Cs, Sr, РЗЭ)
МЭД=1*103 мкр/сл
. Куп=4
. Расход флегмы (конденсата при t=30C)=1,0 м3/ч=1000 кг/ч (т.к. концентрации Fe+3, ТБФ, парафина малы, то при раiёте ими можно пренебречь)
РАiЁТ:
. Перевод 5 м3/ч в кг/ч
Для того, чтобы перевести 5 м3/ч в кг/ч необходимо знать плотность раствора.
rр-ра=r1*n1+r2*n2+r3*n3+r4*n4
r1, r2, r3, r4 - плотности компонентов, входящих в раствор (г/л);, n2, n3, n4 - массовые доли компонентов.
rр-ра=0,82*996+0,15*1080+0,01*1014,4+0,02*1004,9=1008,96 г/л=1008,96 кг/м3. G1=5 м3/ч=5*1008,96=5044,8 кг/ч
. Теплоёмкость раствора
В аппарате непрерывного действия раствор находится при постоянной концентрации, близкой к конечной.
С1=С2
Ср-ра=n1*c1+n2*c2+n3*c3+n4*c4
, n2, n3, n4 - массовые доли компонентов;
с1, с2, с3, с4 - теплоёмкости компонентов.
Ср-ра=0,193*57,27+0,386*1085,2+0,15*3578,3+0,271*4194,2=2103,4 Дж/кг*град
. Материальный баланс
=G2+W (по всему количеству вещества)*a1=G2*a2 (по растворенному веществу)
- начальное количество раствора;- конечное количество раст