5.3 Тепловий розрахунок реактора

Якщо прийняти продуктивність реактора 7 т/добу, то на осадження надходить:

G_FeSO4==2396,8 кг/год ,

G_(NH4)2CO3==3277,2 кг/год.

З розрахунку матеріального балансу відомо, що в реакторі утворюється 4863,4 кг пульпи FeCO₃ та 14590,35 кг проясненого розчину (NH₄)₂SO₄. Тоді при продуктивності реактора 7 т/добу кількість пульпи FeCO₃, яка утворилася в реакторі

G_FeCO3==1418,5 кг/год ,

а кількість розчину (NH₄)SO₄:

G_(NH4)2SO4==4255,5 кг/год.

5.3.1 Прихід тепла

1)З розчином FeSO₄:

Q₁=2396,8·1,104·75=198455,04 кДж/год ,

де 1,104 – середня теплоємність розчину FeSO₄, кДж/(кг·град);

75 – температура розчину, ˚С.

2)З розчином (NH₄)₂CO₃:

Q₂= 3277,2·3,112·35=357952,624 кДж/год ,

де 3,112 – середня теплоємність розчину (NH₄)₂CO₃, кДж/(кг·град).

3)З гріючою парою:

Q₃=X·i ,

де Х – кількість граючої пари, кг;

і = 2750 – ентальпія пари при температурі Т = 416 К і тиску Р=0,4 МПа, кДж/кг.

отже,

Q₃=2750·Х,

тоді прихід тепла

Q_прих= Q₁+ Q₂+ Q₃=198455,04+356952,6+2750·Х=555407,6+2750Х

5.3.2 Витрати тепла

1)Витрати з розчином (пульпою) FeCO₃:

Q₁^'=1418,5·65·0,798=73577,6 кДж/год.

2)З розчином (NH₄)₂SO₄:

Q₂^'=4255,5·3,09·65=854717,18 кДж/год.

3)Втрати тепла в навколишнє середовище приймаємо 5,11% від Q приходу:

Q₃^'= 0,0511·(198455,04+356952,6+2750·Х)=28381,3+140,5Х

Тоді загальні витрати тепла

Q_витр=956676,08+140,5·Х,

Q_прих= Q_витр,

555407,6+2750·Х=956676,08+140,5·Х,

2609,5·Х=401268,48

Звідки Х=153,8 кг/год.

Складаємо тепловий баланс реактора (табл. 5.3)

Таблиця 5.3 – Тепловий баланс реактора

Прихід тепла		Витрати тепла
Найменування статті	103 кДж	Найменування статті	103 кДж
1.З розчином FeSO4, Q1 2.З розчином (NH4)2CO3, Q2 3.З граючою парою,Q3 Разом	198,0 358,0 423,0 979,0	1.З розчином FeCO3, Q1' 2.З розчином (NH4)2SO4, Q2' 3.Втрати тепла, Q3' Разом	74,0 855,0 50,0 979,0

6 Розрахунок реактора

Згідно з практичними даними для більш повного осадження FeCO₃ приймаємо такі початкові показники:

Кількість 20% - ного розчину FeSO₄,

що подається в реактор G₁, м³/т 6,53 Кількість 13% - ного розчину (NH₄)₂CO₃,

що подається в реактор G₂, м³/т 11,3

Коефіцієнт заповнювання апарата γ 0,8

Термін перебування реакційної суміші в

Реакторі τ₁, год 0,4

Термін підготовки реакційної суміші до

Осадження τ₂, год 0,6

Продуктивність реактора G, т/добу 7,0

Об' єм реактора знаходимо за рівнянням:

V ===6,5 м³

Приймаємо, що V = 7 м³.

7 Контроль і конструкційні роботи основного апарата

Система управління та контроль призначена для здійснення пуску реактора, регулювання рівня нейтронної потужності реактора, компенсації вигорання, отруєння і температурних ефектів, стабілізації поля енерговиділення в реакторі контролю рівня потужності і швидкості її зміни, положення органів регулювання реактивності в активній зоні, а також несправностей в системі для вироблення інформації про функціонування в системі сигналізації та реєстрації аварійного захисту в аварійних ситуаціях від автоматичного зниження потужності до безпечних рівнів, до повного вимкнення реактора і підтримки зупиненого і розхолодженого реактора в підкритичному стані.

Система управління забезпечує контроль і реєстрацію початкових розчинів , контроль періоду зміни отримання оксидного заліза,приготування каталізатора.

За допомогою системи контролю реалізується кілька видів автоматичних захистів:

1) БАЗ - швидка аварійна захист, здійснює швидке заглушення реактора;

2) АЗ-5 - аварійний захист, що забезпечує заглушення реактора введенням розчинів з верхніх відрізків труби на повний хід за час не більш 7 с; всі інші розчини вводяться в зону так само, як в режимі БАЗ;

3) АЗ-2 - аварійний захист, що здійснюється зниженням загальної потужності реактора з аварійної швидкістю 2% Nном/c до рівня 50% Nном включеним автоматичним регулятором спільно з подаються рас творами перекомпенсації, при цьому зменшення уставки від 100 до 50% Nном забезпечується за (25 +2,5) с;

4) АЗ-1-аварійний захист, аналогічна АЗ-2, але зі зниженням потужності до рівня 60% Nном , при цьому зменшення уставки від 100 до 60 Nном забезпечується за (20 +2,0) с;

5) ЛАЗ - аварійний захист, що здійснюється зниженням загальної потужності реактора включеним автоматичним регулятором з робочою швидкістю 1 Nном /c і введенням почергово двох суспензій ЛАЗ з робочою швидкістю 0,4 м/с в район, де зафіксовано локальне перевищення потужності до зникнення сигналу ЛАЗ.

Крім автоматичних аварійних захистів в системі контролю передбачений режим регульованого зниження потужності реактора з аварійної швидкістю при натисканні кнопки швидкого зниження потужності на пульті оператора, при віджатою кнопці зниження потужності припиняється.