Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Проектування адіабатною випарної установки термічного знесолення води - Фізика

Зміст

Ведення

1. Аналіз стану питання і обгрунтування актуальності теми

1.1 Огляд існуючих методів демінералізації і вибір типу установки для отримання знесоленої води

1.2 Вибір типу випарної установки і їх класифікація

1.3 Аналіз діючої схеми отримання демінералізованої води на АТ "Акрон" і можливостей застосування схеми з адіабатною випарної установкою

1.4 Вибір схеми установки

2. Розрахунок адіабатною випарної установки

2.1 Вибір ежектора

2.2 Основні характеристики проектованої адіабатною випарної установки

2.3 Тепловий розрахунок

2.4 Розрахунок кількості використовуваного пара

2.5 Розрахунок сепарационного пристрої і знаходження очікуваної якості дистиляту

2.6 Очищення води від розчинених газів

3. Конструкторський розрахунок

3.1 Розрахунок регенеративних конденсаторів

3.2 Вибір і розрахунок переточні пристроїв і висоти рівнів рідини в камерах випаровування

3.3 Компонування і основні розміри установки

3.4 Розрахунок основних параметрів пароструминного ежектора

3.5 Вибір насосів

4. Електротехнічна частина

4.1 Загальна характеристика

4.2 Вибір електродвигунів

4.3 Розрахунок електричних навантажень

4.4 Вибір коммутирующей апаратури і перетину кабелів

4.5 Розрахунок струмів короткого замикання

4.6 Перевірка обраного устаткування на дію струмів короткого замикання

4.7 Остаточний вибір коммутирующей апаратури, кабелів і проводів

5. Економічна частина

6. Безпека життєдіяльності

7. Екологічна довідка

8. Висновки і укладання

Список використаних джерел

Додаток А

Введення

Основним напрямком економічного і технічного розвитку в даний час став переклад економіки в русло енерго- та ресурсозбереження, включаючи не тільки ефективне та раціональне використання паливно-енергетичних ресурсів, а й максимальне використання вторинних енергоресурсів (ВЕР), так як цей шлях вдвічі-втричі більш вигідний , ніж додатковий видобуток і транспортування еквівалентної кількості палива. Вторинні енергетичні ресурси - це енергетичний потенціал продукції, відходів, побічних і проміжних продуктів, що утворюються в технологічних агрегатах, який не використовується в самому агрегаті, але може бути частково або повністю використаний для енергопостачання інших.

У світлі зазначених завдань найбільший інтерес з точки зору енерго- та ресурсозбереження викликають підприємства хімічного комплексу. Вони перевершує середні показники промисловості (за даними 1985) по енергоємності в 3 рази. При цьому слід враховувати, що в хімічних галузях споживання паливно-енергетичних ресурсів на сировинні потреби визначається умовами протікання реакцій і чекати його істотного зниження не слід.

Разом з тим, розташовуючи великим енергетичним господарством, галузі хімічного комплексу щорічно витрачають близько 23% промислового споживання паливно-енергетичних ресурсів.

З точки зору енергоспоживання підприємства хімічної промисловості мають ряд ознак визначають їх енергоємність:

- Органічне включення теплових процесів в основну технологію;

- Значна кількість вторинних енергоресурсів, що поєднуються з екологічними забруднювачами;

- Великі водопідготовчі комплекси;

- Недосконалість тепломасообмінного обладнання.

В той же час, втрати енергії в галузях хімічного комплексу пов'язані з технологією її використання.

Вторинні енергоресурси з високим температурним потенціалом (рідини з температурою більше 150оС і гази з температурою більше 300оС) в більшості випадків використовуються. З їх допомогою проводиться пар в котлах-утилізаторах, який направляється або в технологічний цикл, або на привід турбомашин. Низькопотенційної теплової потоки використовуються гірше. Сюди відносяться фізична теплота стічних рідин, циркулюючих і продукційних потоків, фізична теплота забрудненого конденсату і відпрацьованої пари, фізична теплота відхідних газів різних технологічних печей і агрегатів. Основна причина відносно низького рівня споживання ВЕР - це мала оснащеність технологічних агрегатів освоєним утилізаційних обладнанням, відсутність у ряді випадків технічних рішень щодо використання окремих видів ВЕР (в основному низько потенційних), невміння знаходити споживачів низько потенційних ВЕР, малоефективне застосування нового та існуючого утилізаційного обладнання. Наприклад, на агрегатах аміаку великої одиничної потужності в атмосферу викидається теплота пара вихлопу приводних турбін і теплота охолодження газу в процесі його компримування. Часто низькопотенційну теплоту несуть агресивні, забруднені рідини і запилені гази, а її відведення в традиційних теплообменниках утруднений. В цілому на підприємствах хімічного комплексу кількість невикористовуваних вторинних енергоресурсів в 1985 році досягало 20 - 25 млн. Т. Умовного палива (або 580 - 730 млн. ГДж).

З іншого боку важливе значення має проблема раціонального використання водних ресурсів. Гострота цієї проблеми для підприємств хімічного комплексу обумовлена не тільки необхідністю знешкодження великої кількості мінералізованих стічних вод і створення маловідходних енерготехнологічних циклів із замкнутими системами водокористування, а й зі створенням великих водопідготовчих комплексів для отримання демінералізовану вод. Демінералізована вода використовується в енергетиці та промисловості для харчування парогенераторів, в різних технологічних циклах, пом'якшеної вода (позбавлена солей жорсткості) застосовується для підживлення тепломереж і водооборотних циклів.

Отримання демінералізованої вод може здійснюватися на основі будь-яких відомих методів демінералізації: фізико-хімічних (електродіаліз, зворотний осмос, іонний обмін та ін.), Холодильних (виморожування на теплопередающей поверхні, під вакуумом, контактна вторинними хладоагента, кристаллогидратной) і дистиляційних.

В даний час обессоленную воду на більшості великих підприємств отримують із застосуванням методу іонного обміну в спеціальних іонообмінних фільтрах з поверхневих вод, витрачаючи при цьому великі кількості дорогих іонообмінних смол і реагентів.

Однак дистиляція, будучи найбільш надійним і поширеним методом демінералізації, може сьогодні розглядатися як найбільш перспективний спосіб для отримання знесоленої води. Це пояснюється простотою конструктивних рішень, високою продуктивністю, прийнятною собівартістю одержуваної води.

Сучасні дистиляційні опріснювальні установки можна розділити на наступні типи: випарні; миттєвого скипання (адіабатні); з плівковими апаратами; з проміжним теплоносієм; з кипінням в псевдозрідженому шарі

В апаратах всіх зазначених типів можна отримувати дистилят високої якості в необхідній кількості. Проте лише демінералізація в адіабатних випарних установках визнана найбільш перспективним методом створення великих демінералізаціонних установок (з продуктивністю понад 10000 м3 / добу), оскільки характеризуються високою енергетичною ефективністю, підвищеною компактністю, хорошими експлуатаційними показниками, можливістю практичної реалізації великих потужностей в одній установці, малим накипформування, відносно низькою собівартістю одержуваного дистиляту.

Розглядаючи ці дві проблеми в єдиному ракурсі, виникає питання про можливість застосування дистиляційних опріснювальних установок, що працюють на вторинних енергоресурсах, для отримання демінералізованої води для потреб підприємств хімічної промисловості.

При підготовці до дипломного проекту була пророблена робота з пошуку можливостей для застосування дистилляционной опріснювальної установки, що працює за принципом миттєвого скипання, на АТ "Акрон". У ході обстеження деяких виробництв зазначеного хімічного підприємства (зокрема "Аміак-2", "Аміак-3", "Нитроаммофоска") і наявного комплексу підготовки демінералізованої води (цех "ХВП") була певним конкретна мета проекту - розглянути можливість отримання знесоленої води в кількості, необхідній для всього підприємства, в установці миттєвого скипання, що працює на вторинних низькопотенціальних енергоресурсах. Установка повинна мати продуктивність по дистилляту 750 м3 / год і забезпечувати якість води відповідно до норм для отримання глубокообессоленной води (ВГО), наявними на підприємстві. В якості джерела теплоти пропонується використовувати низькопотенційну водяна пара, відпрацьований в турбінах приводу компресорів і насосів виробництв аміаку.

Основні завдання проекту: визначити кількість пари необхідне, для отримання зазначеної кількості демінералізованої води в адіабатною випарної установці; визначити основні параметри установки і процесів; вибрати компоновку і конструкцію апаратів, їх кількість; визначити економічні показники запропонованої схеми отримання знесоленої води і доцільність її застосування замість існуючої на АТ "Акрон"; розглянути можливість впровадження установки в діюче виробництво.

Основні положення дипломного проекту повідомлені на четвертому наукової конференції кафедри промислової теплоенергетики.

1. Аналіз стану питання і обгрунтування актуальності теми

1.1 Огляд існуючих методів демінералізації і вибір типу установки для отримання знесоленої води

Отримувати демінералізовану воду в даний час можна в установках використовують будь-який з відомих методів демінералізації. Розрізняють такі методи:

фізико-хімічні; (Електродіаліз, зворотний осмос, іонний обмін та ін.);

холодильні; (Виморожування на теплопередающей поверхні, під вакуумом, контактна вторинними хладоагента, кристаллогидратной);

дистиляційні.

Зупинимося докладніше на кожному з наведених методів.

Фізико-хімічні методи обробки води включають в себе такі методи:

- Іонообмінний метод;

- Опріснення методом гіперфільтрації (зворотний осмос);

- Електродіалізним метод

Іонообмінний метод обробки мінералізованих вод є на сьогоднішній день найпоширенішим способом отримання технічної, живильної і підживлювальної води на підприємствах і енергетичних комплексах. Він заснований на послідовному здійсненні процесів катіонірованія і аніонірованіе з використанням зернистих іонообмінних матеріалів. При катіонірованіе, що містяться у воді катіони замінюються на іони H +, Na +, або NH4 +, а в процесі аніонірованіе, що містяться у воді аніони замінюються на іони OH-або Cl-. Всі процеси протікають послідовно в фільтрах, які розділяються по типу містяться в них іонообмінних смол на катіонітові (Na-катіонітових і т.д.), аніонітових (OH-аніонітових і т.д.), і фільтри змішаної дії (ФСД); а також на фільтри першого і другого ступеня.

При підготовці додаткової води основних циклів сучасних енергетичних комплексів і технологічних апаратів найбільш широко використовується метод знесолення води, заснований на послідовному здійсненні процесів H-катіонірованія і OH-аніонірованіе. У процесі катіонірованія містяться у воді катіони замінюються на іони Н +; в процесі ОН-аніонірованіе містяться у воді аніони замінюються на іони ОН-. Взаємодіючи один з одним, іони H + і OH-утворюють молекули H2O. Схема H + -OH - іонірованія представлена на малюнку 1.

Рисунок 1 - Принципова схема Н-ОН - іонірованія

Цей метод в даний час застосовується для отримання демінералізованої води на АТ "Акрон". Однак крім описаної вище схеми існує безліч інших, що забезпечують необхідну якість оброблюваної води, які утворюються сполученням в певній послідовності фільтрів різного типу. Крім того, в схему включають декарбонізатор, що забезпечує видалення утворюється при обробці вуглекислоти.

Знесолення води методом гіперфільтрації (зворотного осмосу) засновано на проходженні води через напівпроникну мембрану, повністю або частково затримує молекули або іони розчинених речовин під дією тиску, що перевищує осмотичний.

Рушійна сила зворотного осмосу - градієнт тиску DР:

 (1.1)

DР = Р - (П1 П2),

де Р - робочий тиск оброблюваної води;

П1 - осмотичний тиск оброблюваної води;

П2 - осмотичний тиск обробленої води.

Осмотичний тиск залежить від концентрації розчиненого речовини і його природи.

Застосовують мембрани на полімерній (поліамідної) основі. Мембранна плівка - це активний поверхневий шар товщиною 0,25 - 0,5 мкм, нанесений на інертну підкладку товщиною 100 - 200 мкм.

Розрізняють декілька видів апаратів для здійснення процесів гіперфільтрації. На малюнку 2 представлена схема апарату з осередками тубчато-змієвидного типу.

1 - насос; 2 - пористі труби; 3 - напівпроникна мембрана;

4 - гідравлічна турбіна; 5 - бак.

Рисунок 2 - Схема апарату Хавенса для здійснення процесів гіперфільтрації

У розглянутому апараті напівпроникна мембрана покладена на внутрішню поверхню пористих труб зі склопластику. Освітлена мінералізована вода прокачується через секції пористих труб насосом, фільтрується через мембрану і стінку пористої труби, опріснюється і збирається в збірному баку. Розсіл, який залишає апарат, надходить на гідротурбіну, де доіспользуется енергія, що витрачається на створення початкового тиску.

Метод електродіаліз заснований на видаленні з води іонів розчинених солей за допомогою електричного поля. Вода, що містить розчинені солі, є електролітом. Розчини електролітів є провідниками другого роду - в постійному електричному полі катіони розчину рухаються до катода, а аніони - до анода. У перенесенні електрики також беруть участь утворюються в результаті дисоціації води іони Н + і ОН-. Для запобігання переносу іонів Н + і ОН-, що утворюються в процесі, електрохімічний апарат (електродіалізатор) поділяють на відсіки за допомогою спеціальних селективних катионо- і аніонопроніцаемих мембран. У крайніх камерах поміщають катод і анод, виготовлені з інертних матеріалів. При направленому русі іонів розчинених солей до електродів катіони, зустрічаючи на своєму шляху катіонопроніцаемую мембрану, вільно проникають через неї. У той же час для аніонів ці мембрани представляються практично непроникними. Аналогічно відбувається рух аніонів через аніонопроніцаемую мембрану, що перешкоджає одночасно переносу катіонів.

Електродіалізні апарати конструюються за типом фільтр-преса і включаються в схему опріснювальних установок послідовно або паралельно залежно від умов застосування. Ці апарати складаються з чергуються знесолювальних і ропних камер, утворених прокладками-рамками з діелектрика і відокремлених один від одного іонітні мембранами. Катод і анод апарату з ізольованими тоководов монтуються в торцевих плитах. Схема установки демінералізації із застосуванням електродіалізних апаратів представлена на малюнку 3.

1, 2, 3, 4 - електродіалізні апарати; 5 - вугільний фільтр;

Повний текст реферату

Розрахунок комбінованої газо-паротурбінної установки (ПТУ), що містить топку з киплячим шаром під тиском
Кафедра Промислової теплоенергетики Розрахунково-графічних РОБОТА №2 з дисципліни «Енергозбереження в теплоенергетиці і теплотехнології » на тему: Розрахунок комбінованої газо-паротурбінної установки (ПТУ), що містить топку з киплячим шаром під тиском Перевірив: _ Виконав: _ Алмати 2008

Розрахунок штучного освітлення
Московський Гуманітарний Технікум Економіки і Права Контрольна робота з фізики Завдання №1 «Розрахунок штучного освітлення» Москва 2009 Завдання 1. Розрахунок штучного освітлення Завданням розрахунку є визначення потрібної потужності електричної освітлювальної установки для створення у виробничому

Розрахунок і перевірка достатності природного освітлення
Московський Гуманітарний Технікум Економіки і Права Контрольна робота з фізики Завдання №2 «Розрахунок і перевірка достатності природного освітлення» Москва 2009 Завдання 2. Розрахунок і перевірка достатності природного освітлення. Вихідні дані. Довжина А = 9 м; Глибина В = 6 м; Розмір об'єкта

Розробка систем релейного захисту та автоматики основних елементів АЕС
Зміст Перелік скорочень Введення 1. Розробка схем релейного захисту елементів 1.1 Релейний захист блока генератор - трансформатор 1.2 Релейний захист трансформатора власних потреб 1.3 Релейний захист головного циркуляційного насоса 2. Розрахунок установок релейного захисту 2.1 Диференціальний

Розробка асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором
Зміст Введення 1. Опис конструкції асинхронного двигуна 2. Вибір головних розмірів 2.1 Розрахунок висоти обертання і довжини заліза статора 2.2 Визначення числа пазів, витків і перерізу проводу обмотки статора 2.3 Розрахунок розмірів зубцеву зони статора і повітряного зазору 2.4 Розрахунок

Розвиток нанотехнологій
Федеральне агентство з освіти Державна освітня установа вищої професійної освіти Нижегородський державний технічний університет ІМ.Р.Е. АЛЄКСЄЄВА Кафедра "Фізика і технологія матеріалів і компонентів електронної техніки" Курсова робота на тему: "Нанотехнології" з дисципліни

Радіоактивність і момент сили. Поняття ноосфери
Зміст Питання 1 Питання Питання 3 Питання 4 Питання 5 Питання 6 Питання 7 Питання Питання 9 Питання 10 Список літератури 1. Що таке астероїди, де вони розташовані, які їхні орбіти і розміри? Назвіть найбільші з них. Період обертання Плутона дорівнює 250 земних років, так яке його відстань від

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати