Курсовой МАХП (агитатор). Задание

• Название: Задание
• Дата: 19.03.2019
• Размер: 0.52 Mb.
• Имя файла: Курсовой МАХП (агитатор).doc
• Тип: Документы; #70939
• страница: 1 из 3

Задание

Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные

1	Производительность по плавикому шпату, кг/ч	1775
2	Концентрация NH4OH, %	25
3	Время процесса осаждения, ч	1/2
4	Давление в аппарате, МПа	0.1
5	Начальная температура раствора после печи, град.	250
6	Начальная температура нейтрализирующего раствора, град.	20
8	Частота вращения пропеллера, об/мин	130

Основные реакции процесса:

H₃PO₄+3NH₄OH→(NH₄)₃PO₄+3H₂O

H₂SO₄+2NH₄OH→(NH₄)₂SO₄+2H₂O

Примечание

1 Форма крышки аппарата – плоская;

2 Форма днища аппарата – эллиптическая;

3 Отношение твердой фазы к жидкой фазе - 1/10.

Введение

Отвальный гипс в каскад агитаторов-осадителей поступает после барабанной вращающейся печи.

Отвальный гипс состоит из:

а) CaSO₄ – 95.83 %;

б) CaF₂ - 0.26 %;

в) H₃PO₄ - 0.07 %;

г) H₂SO₄ – 3.82%.

В каскаде агитаторов-осадителей производится разбавление отвального гипса водой до состояния (Т/Ж=1/10), а также его нейтрализация 25 %-ым раствором гидроксида аммония до рН=7…8.

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

Введение………………………………………………………………………….3 3

3

1 Материальный расчет 4

1.1 Материальный баланс 4

2 Тепловой расчет 6

3 Конструктивный расчет 8

3.1 Определение высоты и диаметра 8

3.2 Расчет диаметров патрубков 9

4 Прочностной расчет 11

4.1 Определение характеристик аппарата 11

4.2 Расчет толщины стенки корпуса из условия действия внутреннего давления 13

4.2.3 Определение толщины плоской крышки 14

4.5 Проверка на прочность при гидравлических испытаниях 15

4.6 Подбор фланцев 16

4.7 Расчет мешалки 17

Литература 20

1 Материальный расчет

1.1 Материальный баланс
Материальный расчет процесса перемешивания сводится к определению материальных потоков и составлению материального баланса.

Материальный расчет основывается на законе сохранения материи:
G_{i исх.} = G_{i прод.},
где G_{i исх.} – количество реагентов, поступающих в аппарат в единицу времени,

кг/ч;

G_{i прод.} – количество продуктов, удаляемых из аппарата в единицу времени,

кг/ч.
По первой реакции

H₃PO₄+3NH₄OH→(NH₄)₃PO₄+3H₂O

98 105 149 54
Производительность раствора NH₄OH:

Производительность чистого NH₄OH:

Производительность воды в растворе NH₄OH:


Производительность (NH₄)₃PO₄:


Производительность H₂O:

Составим таблицу материального баланса для первой реакции (таблица 2).
Таблица 2 – Материальный баланс для первой реакции

Приход			Расход
Статьи прихода	Масса, кг/ч	%	Статьи расхода	Масса, кг/ч	%
1 H3PO4	1,26	48,3	1 (NH4)3PO4	1,91	73,2
2 р-р NH4OH в том числе: NH4OH H2O	1,35	51,7	2 H2O	0,70	26,8
	0,34	13
	1,01	38,7
Итого:__2,61_100_Итого'>Итого:	2,61	100	Итого:	2,61	100

По второй реакции
H₂SO₄+2NH₄OH→(NH₄)₂SO₄+2H₂O

98 70 132 36
Производительность раствора NH₄OH:

Производительность чистого NH₄OH:

Производительность воды в растворе NH₄OH:


Производительность (NH₄)₂SO₄:


Производительность H₂O:


Составим таблицу материального баланса для второй реакции (таблица 3).

Таблица 3 – Материальный баланс для второй реакции

Приход			Расход
Статьи прихода	Масса, кг/ч	%	Статьи расхода	Масса, кг/ч	%
1 H2SO4	67,87	58,33	1 (NH4)2SO4	91,41	73.2
2 р-р NH4OH в том числе: NH4OH H2O	48,47	41,66	2 H2O	24,93	26.8
	12,11	10.4
	36,36	31.3
Итого:	116,34	100	Итого:	116,34	100

Составим таблицу материального баланса для всего процесса осаждения (таблица 4).

Приход			Расход
Статьи прихода	Масса, кг/ч	%	Статьи расхода	Масса, кг/ч	%
1 Отвальный гипс в том числе: CaSO4 CaF2 H3PO4 H2SO4 2 р-р NH4OH в том числе: NH4OH H2O 3 H2O	1775 1701,12 4,79 1.26 67,87 96.55 12,45 37,37 17750	9.7 0.5 89.8	Пульпа: 1 Твердая фаза в том числе: CaSO4 CaF2 2 Жидкая фаза в том числе: (NH4)3PO4 (NH4)2SO4 H2O 3 H2O	1702,38 1701.12 1,26 118,95 1.91 91,41 25,63 17750	9.0 91.0
Итого:	19573,81	100	Итого:	19573	100

2 Тепловой расчет
2.1 Определение температуры пульпы на выходе
Тепловой расчет проводится на основании уравнения теплового баланса, которое запишется в общем виде:
Q_прих.=Q_расх,
где Q_прих – количество тепла, вносимое в аппарат с исходными реагента-

ми, кДж/ч;

Q_расх. - количество тепла, уносимое из аппарата продуктами, кДж/ч.

Приход тепла:
1) С отвальным гипсом (из предыдущих расчетов)
Q_{отв. гипс}=336836,79 кДж/ч;
2) с раствором NH₄OH
а) с чистым NH₄OH

б) с H₂O

3) с H₂O


Расход тепла:
1) с твердой фазой:
а) с CaSO₄


б) с CaF₂

2 с жидкой фазой
а) с (NH₄)₃PO₄

б) с (NH₄)₂SO₄



в) с H₂O




Откуда

t_k=Q_прих/71755,95=1831059,2/75738,76=24,17⁰С.




3 Конструктивный расчет
3.1 Определение высоты и диаметра
Объемный расход жидкости в аппаратах определяется по формуле

где - объемный расход отвального гипса, м³/ч;

- объемный расход раствора NH₄OH, м³/ч;

- объемный расход воды, м³/ч.

Объем аппарата определяется по формуле


где  - коэффициент заполнения аппарата, равен 0,75.

Так как время процесса 20 минут, то

Объем аппарата также определяется по формуле

Учитывая, что для аппаратов с мешалкой применимо отношение


определим диаметр аппарата по формуле




Принимаем стандартные размеры корпуса аппарата:

Номинальный объем аппарата V_ном=7,85

диаметр аппарата

длина корпуса
По ГОСТ 6533-78 принимаем стандартные размеры эллиптического днища:

высота выпуклой части днища

высота цилиндрической части днища

вместимость днища
По рекомендациям для трехлопастной (пропеллерной) мешалки применимо соотношение


Отсюда определяем диаметр мешалки по формуле



Расстояние от конца мешалки до дна аппарата принимаем по рекомендациям по формуле






3.2 Расчет диаметров патрубков
Диаметр патрубков определяется из уравнения расхода


где - объемный расход, м³/с;

- скорость движения, м³/с;

- внутренний диаметр патрубка, м.

3.3.1 Патрубок для ввода отвального гипса

3.3.2 Патрубок для ввода воды



3.3.3 Патрубок для вывода пульпы

По ОСТ 26-1404 - 76 – ОСТ 26-1410 - 76 принимаем штуцера стандартные приварные фланцевые (рисунок 3), основные размеры которых приведены в таблице 4.










s_T+2




H_T