Рассчитать и спроектировать установку для сушки KNO3 в кипящем слое - Курсовая работа

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. Описание работы аппарата

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

2.1 Материальный баланс сушки

2.2 Тепловой баланс сушки

2.3 Гидродинамический расчет сушилки

2.4 Расчет диаметра и высоты сушилки

2.5 Проверка условия выноса из аппарата мелких частиц

2.6 Построение на диаграмме I-х процесса топочными газами

3 Гидравлический расчет сушилки

4 ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1 Подбор вентилятора

4.2 Подбор циклона

4.3 Подбор калорифера

5 КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ

5.1 Толщина обечайки

5.2Днища

5.3 Фланцы

5.4 Штуцера

5.5Опоры аппарата

5.6. Расчет тепловой изоляции

Заключение

Список используемых источников

Введение (выдержка)

Сушка, представляет собой процесс удаления влаги из твердых влажных материалов путем ее испарения и отвода образующихся паров. Сушка является наиболее распространенным способом удаления влаги из твердых и пастообразных материалов и проводится двумя основными способами:

- путем непосредственного соприкосновения сушильного агента (нагретого воздуха, топочных газов) с высушиваемым материалом конвективная сушка;

- путем нагревания высушиваемого материала тем или иным теплоносителем через стенку, проводящую тепло, контактная сушка.

Сушка производится также путем нагревания высушиваемых материалов токами высокой частоты или инфракрасными лучами.

Количество влаги удаленной из материала можно определить по основному уравнения массопередачи:

М = KF,

где К – коэффициент массопередачи,

F – поверхность соприкосновения фаз,

 – движущая сила процесса.

При постоянных условиях коэффициент массопередачи и движущая сила остаются постоянными, поэтому интенсифицировать процесс сушки можно за счет увеличения поверхности контакта фаз. Для сыпучих мелкозернистых материалов этого можно достичь в сушилках с псевдоожиженным (кипящем) слоем.

В кипящем слое происходит быстрое выравнивание температур твердых частиц и сушильного агента и достигается весьма интенсивный тепло- и массообмен между твердой и газовой фазами, в результате этого сушка заканчивается в течении нескольких минут.

При сушке в кипящем слое в качестве сушильных агентов применяют топочные газы и воздух, сушку проводят в аппаратах непрерывного и периодического действия, причем непрерывная сушка производится в одноступенчатых и многоступенчатых сушилках. В последнем случае достигается повышенная степень использования тепла сушильного агента.

Основная часть (выдержка)

2.4 Расчет диаметра и высоты сушилки

Диаметр аппарата у газораспределительной решетки.

Площадь газораспределительной решетки:

Sр = L(1+x2)/(tVр) = 1,89(1+0,022)/(1,063,43) = 0,53 м2.

Диаметр аппарата:

принимаем диаметр аппарата 1,0 м.

Высота кипящего слоя

Критерий Прандтля:

Pr = ct/t = 100019.110-6/0,0285 = 0,67,

где t = 0,0285 Вт/(мК) – теплопроводность воздуха, при температуре 60ºС [1c. 530].

Критерий Нуссельта:

Nu = 0,4(Reр/)0,67Pr0,33 = 0,4(539,3/0,60)0,670,670,33 = 33,4.

Коэффициент теплообмена:

 = Nut/d = 33,40,0285/0,003 = 317 Вт/(мК)

Число единиц переноса:

Объем кипящего слоя:

Vсл = LcВm0/[Sуд(1 – )],

где Sуд = 6/d = 6/0,0030 = 2000 м-1 – удельная поверхность.

Vсл = 1,8910002,64/(3172000(1 – 0,60)] = 0,02 м3.

Высота слоя:

Нсл = Vсл/Sp = 0,02/0,53 = 0,038 м

Заключение (выдержка)

В курсовом проекте был проведён расчёт сушильной установки в кипящем слое

Приведено описание технологической схемы для сушки в кипящем слое.

После описания технологического процесса приведен подробный расчёт сушильной установки. По итогам расчётов получен аппарат со следующими характеристиками:

- диаметр сушилки - d = 1 м,

- высота сушильной установки – Нн = 2 м,

- гидравлическое сопротивление - .

Также проведён расчёт вспомогательного оборудования – вентилятора, калорифера и циклона.

По гидравлическому сопротивлению и объемному расходу выбираем вентилятор ТВ-150-1,12. Выбран циклон типа НЦ-24 с диаметром 800мм.

Принимаем к установке калорифер КФБО-7, для которого:

Площадь поверхности нагрева Fк=34.1 м² ,

Производительность по воздуху, 3150м3/ч

Производительность по теплу, 157,8 кВт

Литература

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу ПАХТ: Учебное пособие для вузов/ Под редакцией чл-корр. АН СССР П.Г. Романкова. -9-е изд., перераб. и доп. -Л.: Химия, 1981. - 560с., ил.

2. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1983-272с., ил.

3. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчёта химической аппаратуры. Л.: Машиностроение, 1970. - 752 с.

4. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1983-272с., ил.

5. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: Учебник: в 2 кн./ В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А. Носов и др.; Под ред. В.Г. Айнштейна. М.: Логос; Высшая школа, 2003. Кн. 2. 872 с.: ил.

6. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971.-784 с.

7. Расчёт и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи: Учебное пособие для студентов втузов/М.Ф. Михалёв, Н.П. Третьяков, А.И. Мильченко, В.В. Зобнин; Под редакцией М.Ф. Михалёва. Л.: Машиностроение, 1984. - 301с., ил.

8. Справочник химика. Т. 1, 2-е изд. М. -Л., Химия, 1968, 1072 с.

Примечания

Чертеж сушилки кипящего слоя

Чертеж технологической схемы сушки в кипящем слое

Чертеж днища