Описание получения сырья

• Название: Описание получения сырья
• Дата: 23.06.2022
• Размер: 0.8 Mb.
• Имя файла: kursach_ispravlen.docx
• Тип: Документы; #612070
• страница: 3 из 4

4.2 Расчет высоты аппарата ИТН





где _NH4NO3 1598кг/ м³ - плотность жидкой аммиачной селитры

V= /ч

Объемный расход сокового пара:


где _п = 0,600 кг/м³ – плотность образующегося водяного пара



где _шт - скорость движения потока в штуцере

_Vc – расход потока среды через соответствующий штуцер. Штуцер для ввода HNO₃. Расход потока HNO₃



где _ж - плотность вводимой жидкости через штуцер



V_ж 0.006м³/с

Диаметр штуцера:



где _шт = 2 м/с – скорость потока жидкости в штуцере



Принимаем диаметр штуцера HNO₃ = 160мм

Рассчитаем штуцер для ввода NH₃. Расход потока NH₃ равен


где _NH3 - плотность газообразного аммиака 0,768 кг/м³

V_NH3 = =1.55 м³ /с

Диаметр штуцера

где _шт 30м/с - скорость потока NH₃

4.3 Расчет теплового баланса



Рисунок 4.3 – Схема к расчету теплового баланса.

1. 
   Тепло, вносимое газообразным аммиаком:
   

_Q1=G_NH3 q_NH3 t_{NH3 =4345·2,15·120=1109400 кДж/ч,}

где q_NH3 = 2,15 – теплоемкость аммиака, кДж/(кг град);

t_NH3 = 120º С – температура аммиака на входе

2. 
   Тепло, вносимое азотной кислотой: Q₂=G_HNO3 q_HNO3 t_HNO3 _{= 4673·2,8·80 = 3561600 кДж/ч,}
   

где q_HNO3 = 2,8 – теплоемкость 56% азотной кислоты кДж/ (кг град).

3) Тепло реакции образования нитрата аммония с учетом теплоты разбавления азотной кислоты до 56%. Это тепло составляет 1500 кДж на 1 кг NH₄NO₃. часть его расходуется на растворение аммиачной селитры. Согласно кривой II на образование 90%-го раствора уходит 160 кДж тепла на 1 кг NH₄NO₃.

Таким образом, при образовании аммиачной селитры из 56% азотной кислоты с получением 90%-го раствора выделяется.

Эта величина составляет 7% от общего расхода тепла, что согласуется с техническими данными.

Расчетные данные сводим в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 – Тепловой баланс нейтрализации


4.3.1 Расчет толщины слоя изоляции

В качестве изоляции примем стеклянную вату, так как ее теплостойкость 450ºС, а температура стенки аппарата 170 ºС. Схема к расчету показана на рисунке 2.6. Коэффициент теплопроводности стекловаты λ = 0,04-0,1 Вт/м ºС, примем λ = 0,1 Вт/м ºС.



где q– удельная тепловая нагрузка, Вт/м²



5. Расчетно-конструкторский раздел

5.1 Конструирование аппарата
Проектируемый аппарат ИТН показан на рисунке 5.1

Аппарат состоит из двух цилиндрических обечаек 1 (реакционная часть, диаметр 1500 мм) и 2 (сепарационная часть, диаметр 1600 мм). Обечайки соединяются между собой двумя коническими днищами 3 и 9. Сверху и снизу аппарат закрывается двумя эллиптическими днищами 5 и 7.

Внизу реакционной части установлен барботер 6. Аппарат устанавливается на 4-х опорах 8.

Технологическое давление в аппарате 0,1 МПа, максимальная температура 120 °С.





Рисунок 5.1 – Конструкция аппарата ИТН

1, 2-Цилиндрическая обичейка;3,9-Коническое днище;5,7-Эллиптическое днище;6-Барботер;

Где _B = 450 МПа, _T = 160 МПа – соответственно минимальное значение предела текучести и прочности для стали 03Х18Н11.

n_T и n_В - запасы прочности текучести и прочности: n_T = 1,5 и n_В = 2,4.

Допускаемое напряжение:

где - поправочный коэффициент = 1 – для аппарата, изготовленного из листового проката.

Так как давление в аппарате не превышает 0,05 МПа, то принимаем расчетное давление равное

Р_р = 0,01 Мпа

Внутриние расчетное давление:

Р_нр = Р_р = 0,01 Мпа

Расчетная толщина стенки обечайки определяем толщину стенки



где К₂ определяется по номограмме в зависимости от коэффициентов К₁,К_2,К₄



где n_y – запас устойчивости n_y = 2,4

Е = 1,97 · 10^-5 – модуль упругости стали 03Х18Н11



где l – длина цилиндрической части обечайки l = 2,5м



Зная коэффициенты, определяем К₂ = 0,4

Так как Р_нр<[Р_н] (0,01МПа<0,17МПа), условие прочности выполняется.

5.2 Расчет днища.

Расчетная схема эллиптического днища показана на рисунке 5.2



Рисунок 5.2 эллиптическое днище



Расчетная толщина днища:


S_P = 3мм

Исполнительная толщина эллиптического днища:
S = S_p + С + С₀ = 3 + 1,05 + 3,95 = 8мм; Допускаемое наружное давление:
S_ПР  3,1мм

Исполнительная толщина:

S S_ПР С С₀ 3,11,053,85 8мм

Допустимое наружное давление:


Где Р_Н _  0,42МПа;



Где К = 0,97.



Р_нр(0,01МПа)<[Р_н](0,1МПа)
Условие устойчивости и прочности выполняется.

Расчет проводим для люка-лаза, находящийся на цилиндрической части аппарата.

Исходные данные:
Внутренний диаметр D = 3484мм;

Внутренний диаметр штуцера D_ш = 480мм;

Длина цилиндрической части l = 2000мм;

Внутренний радиус отбортовки r_o = 10мм;

Материал корпуса и штуцера сталь 08Х18Н10Т;

Расчетная толщина цилиндрической обечайки 8мм;

Расчетная толщина штуцера S_шр = 0,9 мм; Исполнительная толщина штуцера S_ш = 10 мм; Прибавка к расчетной толщине стенки С – С_ш = 1,5 мм; Длина штуцера 0,2 м.







Условие укрепления отверстия отбортовкой выполняется.