1. Цель и задачи курсового проектирования.

1.1 Цель курсового проектирования

Целью курсового проектирования двухкорпусной выпарной установки для выпаривания нитрата калия является разработка эффективной и экономичной технологии производства нитрата калия.

1.2 Задачи курсового проектирования:

1. Анализ и изучение существующих технологий выпаривания нитрата калия.

2. Расчет теплового и массового баланса для определения необходимого оборудования и параметров процесса выпаривания.

3. Разработка конструктивных решений для двухкорпусной выпарной установки.

4. Расчет и выбор основных единиц оборудования, таких как испарители, выпарные аппараты, теплоносители и другое.

5. Подготовка детального технического проекта с учетом всех разработанных решений и расчетов.

2. Проработка общих вопросов Основные условные обозначения

T, t – температура, ^оС;

а – концентрация раствора, кг/кг;

с – теплоемкость, кДж/(кг*К);

ν – кинематическая вязкость, м²/с;

λ – теплопроводность, Вт/(м*К);

Q – количество теплоты, кВт;

Δ – разность температур, ^оС;

F – поверхность нагрева, м²;

К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²*К);

θ – температура вторичного пара, ^оС;

δ – депрессия, ^оС;

S – производительность, кг/с

W – количество выпариваемой воды, кг/с;

Р – давление, МПа;

r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг;

α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²*К);

G – массовый расход, кг/с;

ρ – плотность, кг/м³;

i, h – энтальпия, кДж/кг;

ω – скорость, м/с;

Индексы:

i – порядковый номер;

т – температурная;

г – гидравлическая;

в – вода;

2.1. Выбор места размещения выпарной установки

В данной работе местом размещения принимаем производственное помещение, в нём температура внешней среды принимается равной t_внеш = 20 ^оС.

При выборе места размещения выпарной установки для выпаривания нитрата калия следует учитывать несколько факторов:

• Доступ к сырью: Размещение установки рядом с источником сырья - калийными рудниками или производствами моноциклического аммиака - может существенно сократить затраты на транспортировку и обеспечить надежность поставок.

• Доступ к энергии: Процесс выпаривания нитрата калия требует больших энергетических затрат. Поэтому следует выбирать место с доступом к дешевой и надежной энергии, например, близко к электростанции или месторождению природного газа.

• Инфраструктура: Место размещения должно иметь развитую инфраструктуру - дороги, железные пути, порты и т.д. - для удобства поставки готовой продукции и доставки сырья.

• Экологические факторы: Размещение установки следует выбирать таким образом, чтобы минимизировать отрицательное воздействие на окружающую среду. Необходимо учитывать близость населенных пунктов, природных заповедников и других экологически важных объектов.

• Стоимость монтажа и эксплуатации: Размещение установки вблизи квалифицированной рабочей силы, сырья и энергетических ресурсов может значительно снизить затраты на монтаж и эксплуатацию установки.

Например, рассмотрим случай размещения выпарной установки для выпаривания нитрата калия в Череповце, Россия. В Череповце находится крупное химическое производство, которое может служить поставщиком сырья для установки. Город также имеет хорошо развитую инфраструктуру и доступ к электроэнергии из местных электростанций. Это позволит сократить затраты на транспортировку сырья, монтаж и обеспечение энергией установки. Кроме того, Череповец находится вдали от экологически важных территорий, что поможет минимизировать негативное воздействие на окружающую среду.

Таким образом, размещение выпарной установки для выпаривания нитрата калия в Череповце будет обоснованным с точки зрения доступности сырья и энергии, наличия инфраструктуры и экологической безопасности, а также сокращения затрат на монтаж и эксплуатацию.