Усовершенствование системы водоподготовки производства этил-бензол-стирола
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
кой, чем начальная температура охлаждающего ее воздуха (по сухому термометру); это свойственно только испарительному охлаждению. Теоретическим пределом охлаждения воды является температура воздуха по влажному термометру.
В общем виде уравнение теплового баланса в испарительных охладителях имеет вид
где с удельная плотность воды, кг/м3;
W = pW массовый расход воды, кг/с;
удельная плотность воды, кг/м3;
W объемный расход воды, м3/с;
t разница температур горячей и охлажденной воды, С;
Т рассматриваемый период, сут;
R приток теплоты от солнечной радиации, Дж.
Процессы, происходящие при испарительном охлаждении, более сложные, чем теплообмен через твердую стенку. Последний имеет место в охладителях, охлаждение в которых происходит без контакта охлаждаемой воды с атмосферным воздухом через стены теплообменников (радиаторов). Такой теплообмен называется конвективным. Он происходит при одновременном действии конвекции и теплопроводности. Конвективный теплообмен зависит от разнообразных факторов, в том числе: режима движения жидкости и воздуха, свободного или принудительного их движения, плотности, вязкости, коэффициента теплопроводности и температуропроводности жидкости и воздуха, формы и размера участвующей в конвективном теплообмене поверхности.
Удельное количество теплоты, переданной через стенку радиатора, определяется формулой Ньютона
где qр удельное количество теплоты, кДж/(м2/ч);
р общий коэффициент теплопередачи от воды к воздуху через стенку радиатора, кДж/(м2чС)
t температура воды, проходящей через радиатор, С;
температура воздуха, обтекающего радиатор, С.
Коэффициент р определяют по экспериментальным данным [4].
1.5. Требования к качеству охлаждающей воды оборотных систем водоснабжения
Требования к качеству охлаждающей воды определяются условиями ее использования в конкретных технологических схемах с учетом специфики производства. Тем не менее, все они сводятся к обеспечению высокоэффективной работы теплообменного оборудования, инженерных сооружений и коммуникаций, входящих в состав оборотного комплекса. Для успешной реализации этой задачи необходимо осуществлять проведение таких водных режимов, при которых на поверхности охлаждающих элементов и в самой системе практически не должно возникать активных коррозионных процессов и образования каких-либо солевых, механических и биологических отложений. В противном случае нарушаются нормальные условия теплопередачи, вызывающие снижение производительности основных технологических потоков и оборудования, а также качества вырабатываемой продукции; увеличиваются энергетические затраты циркуляционных насосных станций на преодоление дополнительных гидравлических сопротивлений в охлаждающих контурах; резко ухудшаются эксплуатационные характеристики оборотных систем; происходит разрушение конструкционных материалов.
Водный режим оборотных систем существенно отличается от режима прямоточных систем. Многократный нагрев оборотной воды и ее последующее охлаждение в градирнях и брызгальных бассейнах приводит к потерям равновесной углекислоты и отложению на поверхности теплообменников и холодильников главным образом кальциевых карбонатных отложений в соответствии с реакцией
Растворимость карбоната магния значительно больше, чем карбоната кальция, и поэтому MgCO3 входит в состав накипи в незначительном количестве в результате соосаждения с СаСО3. Однако при обработке добавочной воды известью с целью ее умягчения при значениях рН > 10 в результате гидролиза образуется малорастворимое соединение гидроокись магния:
Природные воды, используемые в схемах технического водоснабжения, в которых не происходит выпадения солей карбонатной жесткости при температуре 40-60С принято называть термостабильными. Для оценки термостабильности оборотной воды применяют шестибальную шкалу.
Практически карбонатная жесткость термостабильных вод не превосходит 23 мгэкв/л для оборотного водоснабжения и 4 мгэкв/л для прямоточного.
Ограниченно термостабильные природные воды, вызывающие карбонатные отложения только по мере накопления солей кальция в результате упаривания, имеют карбонатную жесткость не более 4 мгэкв/л.
Нетермостабильные воды с карбонатной жесткостью свыше 4 мгэкв/л, у которых при относительно небольшом нагревании сразу же наблюдается выпадение СаСО3.
При работе оборотных систем с ограниченными добавками подпиточной воды, а, следовательно, при больших коэффициентах концентрирования солей содержание сульфата кальция достигает предела растворимости в циркуляционной воде, и он в зависимости от температуры воды и наличия в ней определенных примесей может выпадать из раствора в виде дигидрата CaSO42H2O и ангидрита CaSO4.
Скорость отложения карбоната кальция и других солей не должна превышать соответствующих пределов, поэтому требуется ограничить карбонатную жесткость и содержание сульфатов в виде расходуемой на подпитку охлаждающих оборотных систем. Кроме того, в оборотной и добавочной воде лимитируется концентрация взвешенных веществ, так как взвешенные вещества могут формировать в теплообменниках слой отложений, снижая, таким образом, коэффициент теплопередачи. При скорости движения жидкости 1 м/с и концентрациях грубодиспергированных примесей в оборотной воде 150мг/л и 1000 мг/л коэффициент теплопередачи снижается соответст?/p>