Переработка отходов атомной энергетики методом упарки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
вора;- начальная концентрация;- конечная концентрация;- количество выпаренного растворителя (воды);
G2 =5044.8=1261.2 кг/ч - т.к. Куп=44= G1 - G2 =5044,8 - 1261.6=3783,6 кг/ч
т.к. мы имеем дополнительно еще и флегму (Gф =1000 кг/ч), то=3783,6+1000=4783,6 кг/ч
a2 =G1*a1(формула для нахождения конечной концентрации)G1 - Wa2 (HNO3)= 5044,8*150=2892 г/л5044,8 - 4783.6
т.к. большая часть азотной кислоты вместе с водой уходит с ПГФ, то в кубовом остатке (с учетом разбавления) остается так же 150 г/л.
a2(NaNO3)= 5044,8*10=193 г/л5044,8 - 4783.6a2(Al+3) = 5044,8*20=80 г/л (это если бы HNO3 не отгонялась)5044,8 - 4783.6
.Определение температурной депрессии и температуры кипения раствора
а) повышение температуры кипения раствора по сравнению iистым растворителем при атмосферном давлении
?t р-ра =0,52* m/М
- массовое содержание соли (г/л)
М - массовый вес (г/моль)
?t р-ра(NaNO3)=0,52*193=1,18 84,99?t р-ра(HNO3)=0,52*150=1,24 63?t р-ра(Al(NO3)3)=0,52*80=0,94 212,98
?t р-ра =3,36
б) если известна температурная депрессия раствора при атмосферном давлении, то можно найти температурную депрессия при любом давлении по приближенной формуле Тищенко:
?t р-ра =16.2*Т2*?t р-раr16.2*Т2= Кr
Т - абсолютная температура кипения чистого растворителя - воды при данном давлении, К;- теплота испарения воды при данном давлении, Дж/кг;
Р=0,6 ат, давление в аппарате;
К (при Р=0,6 ат)=0,91;
?t р-ра =0,91*3,36=3,1кип =80,9+3,1=84 (С)
где температура кипения воды при Р=0,6ат равна 80,9
в) гидростатическая депрессия
гидростатическая депрессия раствора достигается тем, что нижние слои в аппарате кипят при более высокой температуре, чем верхние, из-за гидравлического давления столба жидкости
?t" р-ра =13 С
г) гидравлическая депрессия
гидравлическая депрессия учитывает повышение давления в аппарате из-за гидравлических потерь при переходе вторичного пара через ловушку и выходной трубопровод
?t" р-ра =1С
д) суммарная температурная депрессия
??t р-ра =?t р-ра +?t" р-ра +?t" р-ра = 3,1+3+1=7,1
е) температура кипения раствора при давлении 0,6атр-ра = t р-ля +??t р-ра =80,9+7,1 =88 (С)
5. Тепловой баланс выпарного аппарата
а) приход тепла:
Q1=D*? (с греющим паром)=G1*C1*t1 (с поступающим раствором)
- количество греющего пара;
? - теплосодержание (энтальпия) греющего пара;- количество поступившего раствора;
С1 - теплоемкость раствора;- начальная температура раствора;
б) расход тепла:
=W*I (на испарение растворителя)= (G1-W)*C2*t2 (на унос концентрированным раствором)= D*tконд (на унос конденсатом греющего пара)
- количество выпаренного растворителя;- теплосодержание вторичного пара;
С2 - теплоемкость концентрированного раствора;- температура кипения раствора;
в) составляем уравнение теплового баланса
D*?+G1*C1*t1= W*i+(G1 - W)*C2*t2+D*tконд+Qn
г) вычисление расхода греющего пара
D=W*i+(G1 - W)*C2*t2 - G1*C1*t1+Qn? - tкондD=W*i+G1*C2*t2- W*C2*t2- G1*C1*t1? - tкондD=W*(i -C2*t2 )+ G1*C1*(t2 - t1)+Qn? - tконд=4783,6 кг/ч =667/9 ккал/кг =2798,5*103 Дж/кг
С1=С2=2103,4 Дж/кг*град = 88 С= 5044,8 кг/ч = 30 С
? = 633,3 ккал/кг =2653,53*103 Дж/кг конд = 70 С= 0 (потери тепла в окружающую среду)
D=4783,6*(2798,5*103 - 2103,4*88) + 5044,8*2103,4*(88 - 30)=2653,53*103 - 70=1,4*1010 +6,2*108=5,3*103 кг/ч2653,46*103
д) вычисление количества затраченного тепла
Q = D*(? - tконд)
= 5,3*103 *(2653,53*103 - 70) = 1,4*1010 Дж/ч
. Определение полезной разности температур
?tн = Т - tо
?tк = Т - t2
?tн - начальная разность температур;
?tк - конечная разность температур;- температура греющего пара;о - температура поступающего раствора;- температура кипения раствора;
?tн = 159 - 30=129 С
?tк = 159 - 88=71 С
если?tmax? 2, то ?tпол =?tн - ?tк?tmin2 если?tmax? 2, то ?tпол =?tmas - ?tmin?tmin2*lg ?tmas /?tmin
?tпол - полезная разность температур;
?tmax - наибольшая (максимальная) разность температур;
?tmin - наименьшая (минимальная) разность температур;
?tmax=129= 1,8 < 2?tmin71?tnno =129+71= 100 С2
. Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи
К=11/а1+? /?+1/а2
а1 - коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке;
а2 - коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей жидкости;
? - толщина стенки;
? - коэффициент теплопроводности стенки;
а) найдем коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке (при турбулентном движении пленки конденсата)
Pr=3600*?*g*c?
? - теплопроводность конденсата;
? - удельный вес конденсата;
? = p*g
- плотность конденсата;- ускорение свободного падения;
? - вязкость конденсата;- критерий Прандтля;
с - теплоемкость конденсата;
с, ?, ? - определяем при средней температуре пограничной пленки;
= 0,5*(tп +tc1 )
п - температура пара;- температура стенки;
? tc1 = tcc1 - tcc2tcc1 = tcc2 tcc
tcр2 =?tн - ?tк=100 С2?tcc =?tmax - ?tmin=129 - 71=97 С2,3* lg ?tmax /?tmin2,3* lg 129/71tcc1 = 100+97 = 197 С= 197 - 97/2 = 148,5 С= 0,5*(159 - 148,5) = 5,25 С
Р = 0,9124 г/см3 = 912.4 кг/м3 = 9,81 м/сек2
? = 0,179*10-3 н*сек/м2
с = 4,3 Дж/кг*град
=
=
б) вычисление коэффициента теплоотдачи от стенки трубы нагревательной камеры к выпариваемому раствору
а2 = 22*Р0,58*?t2,23
Р - давление;
?t - разность температур;
?t = ?tср - ?tж = 148,5 - 88 = 60,5 С
Р = 0,6 ат
а2 = 22*0,60,58 *60,52,23 = 230751,44 (ккал/м2*ч*град ) = 9,7*108 (Дж /м2 *ч*град)
в) вычисление коэффициента теплоотдачи
К=11/а1+? /?+1/а2
а1 = 1,4*1012 Дж /м2 *ч*град
а2 = 9,7*108 Дж /м2 *ч*град
? = 3*10-3 м
? = 5440 Дж /м2 *ч*град
К=1=1=1/1,4*1012 +0,003/5440+1/9,7*1081,52*10-13 +5.5*10-7 + 1,03*10-9= 1813333,3 (Дж /м2 *ч*град)
. Определение поверхности теплоотдачи
F=QK*?t*t- количество т