Курсовая работа_АТП-222_Пискунов_Алексей

раствора - расход греющего пара» в зависимости от концентрации твердой фазы в упариваемой суспензии. Группа изобретений относится к области изотермической кристаллизации солей из растворов, а точнее, к способам и устройствам систем управления процессами кристаллизации в выпарных установках и может быть использована в различных отраслях промышленности:

химической, пищевой, фармацевтической, металлургической и др.

Рисунок 10- Патент № 2665515

Научная статья «Сравнение выпарных установок с механической компрессией пара и установок с применением парогенератора» содержит информацию о сравнении двух типов установок для выпаривания растворов:

установки с механической компрессией пара и установки с применением парогенератора. В статье описывается, что стандартные парогенераторы обладают меньшей паропроизводительностью (от 30 до 10 000 кг/ч), но обеспечивают получение пара с гораздо большим давлением (до 40 кгс/см2).

Любой парогенератор в зависимости от рабочего давления имеет требования к подводимой питательной воде, и чем выше давление рабочего пара, тем они строже. Статья также указывает на области применения выпарных установок,

такие как очистка и концентрирование промышленных сточных вод, опреснение морской воды, упаривание различных технологических растворов и другие.

Рисунок 11 - Принципиальная схема двухкорпусной прямоточной выпарной установки с использованием греющего пара от внешнего источника

Научная статья «Разработка автоматизированной системы управления

выпарным концентратором гальванических стоков» Эта статья содержит описание разработки автоматизированной системы управления выпарным

концентратором гальванических стоков. В ней представлена многоуровневая структура автоматизированной системы управления технологическим процессом,

которая была разработана на основе исследования функционирования узлов выпарного концентратора и анализа существующих электрических схем его работы. Также в статье приведены элементы интерфейса, такие как главное меню человеко-машинного интерфейса, а также общая топология устройств АСУТП выпарного концентратора. В статье описывается аппаратная часть и среда разработки программного обеспечения автоматизированной системы управления выпарным концентратором и их связь с системами противоаварийной защиты и коммуникациями. Кроме того, в статье приведен сравнительный анализ разработанной системы с аналогом, который показал, что система имеет повышенную надежность при меньших массогабаритных показателях и трудоемкости изготовления.

Рисунок 12 - Технологическая схема работы одностадийного выпарного концентратора

Научная статья «Лабораторная энергосберегающая вакуумная выпарная установка для повышения концентрации гуминового геля» описывает разработку лабораторной энергосберегающей вакуумной выпарной установки для повышения концентрации гуминового геля. Установка работает за счет циркуляции плотностей горячей и холодной воды между электрическим котлом и рубашкой по трубопроводам 8 и 9. Температура гуминового геля поднимается до

60 º С, а вакуумметрическое давление в котле поддерживается в диапазоне 70–80

кПа и контролируется вакуумметром 12. Для работы установки используются центробежный насос 4 и эжектор 3. Вода из бака 7 подается в эжектор, а затем через перегородку переливается из секции слива в секцию забора. Из бака 7

теплая вода периодически забирается на технические и бытовые нужды.

Давление рабочей воды перед эжектором контролируется манометром 11, а

давление рабочей воды перед эжектором и, соответственно, давление и температура в котле регулируются вентилем 18.

Рисунок 13 - Схема энергосберегающей вакуумной выпарной установки повышения

концентрации гуминового геля

Научная статья «Моделирование процесса вакуумного выпаривания на установке с механической рекомпрессией водяного пара» Эта статья описывает разработку математической модели процесса выпаривания водных растворов минеральных солей на установке с механической рекомпрессией водяного пара и интенсификацией процесса при вакуумировании. Разработанная математическая модель представляет собой технологический расчет, все вычисления которого привязаны к принципиальной технологической схеме установки выпаривания.

Расчеты по математической модели для выпарной установки приведены на примере 2 %-ного водного раствора хлористого натрия, упариваемого до массовой доли 15 %, при производительности по дистилляту 30 кг/ч.

Энергосберегающие установки нашли применение для процессов выпаривания с целью обессоливания и концентрирования различных водных растворов минеральных солей, химических и фармацевтических жидких продуктов,

промывных вод и рабочих растворов предприятий различных отраслей промышленности. Целью данного моделирования является прогнозно-

аналитическая оценка эффективности процесса выпаривания на вакуум-

установке с МРП при заданных параметрах производительности по дистилляту и концентраций растворенного вещества в начальном и конечном растворе.

Рисунок 14 - Элементы теплового баланса в технологической схеме установки

выпаривания с МРП

3. Обоснование необходимости регулирования уровня раствора

Регулирование уровня раствора играет важную роль в производстве аммиачной селитры, поскольку неправильный уровень раствора может привести к несоответствующему соотношению компонентов в конечном продукте, что может негативно повлиять на его качество.

Регулирование уровня раствора важно по двум основным причинам: для соблюдения правильного технологического процесса и для выполнения техники безопасности производства.

Как уже упоминалось, процесс производства аммиачной селитры включает растворение селитры в воде и добавление аммиака. Регулирование уровня раствора важно на этапе добавления аммиака, поскольку неправильный уровень раствора может привести к образованию избыточного количества аммиака или недостаточного количества нитратов. Это может привести к ухудшению качества конечного продукта.

Кроме того, неправильный уровень раствора также может повлиять на технологический процесс кристаллизации. Например, если уровень раствора слишком высокий, это может привести к образованию некрупных кристаллов,

которые затрудняют процесс дальнейшей обработки и сушки.

Поэтому на протяжении всего процесса необходимо регулировать уровень раствора во имя избежания проблем при производстве с помощью датчиков.

4. Физическая величина

Количество вещества — это физическая величина, которая измеряет количество элементарных единиц вещества, таких как атомы, молекулы, ионы или электроны.

Единицей измерения количества вещества в системе Международной системы единиц (СИ) является моль (моль/моль). Она определяется как количество вещества, содержащее столько же элементарных единиц, сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12. Другой единицей измерения количества вещества является киломоль (кмоль), который равен 1000 моль. Количество вещества играет важную роль в химии и физике, так как позволяет измерять и описывать реакции, связанные с перемещением и превращением молекул и атомов вещества.

Существует два основных вида количества вещества: Массовое количество вещества (обычно обозначается как n) - это количество вещества, измеряемое в единицах массы, таких как граммы, килограммы, фунты и т.д. Это количество

вещества связано с массой вещества и его молярной массой. Количество вещества в единице объема (обычно обозначается как N) - это количество молекул, атомов или других частиц вещества, содержащихся в единице объема. Это количество вещества связано с концентрацией вещества и его молярным объемом.

Понятие количества вещества возникло в химии и физике в XIX веке, когда ученые начали исследовать законы химических реакций и их связь с атомной и молекулярной структурой вещества. В 1860 году итальянский химик Амадео Авогадро предложил гипотезу, согласно которой одинаковый объем газов при одинаковых условиях (температура и давление) содержит одинаковое количество молекул. Эта гипотеза была важным шагом в понимании структуры и свойств вещества.

Дальнейшее развитие понятия количества вещества было связано с развитием термодинамики и статистической механики, которые позволили ученым установить связь между количеством вещества и энергией, температурой и другими физическими величинами. В 1971 году Международный комитет весов и мер принял решение ввести в систему Международной системы единиц (СИ)

новую единицу количества вещества - моль, которая позволила более точно измерять и описывать химические и физические явления, связанные с количеством вещества.

Таблица 1 – Соотношение между единицами количества вещества

Рисунок 15Функциональная схема автоматизации контура регулирования уровня раствора

ввыпарной установке

6.Условное обозначение технических средств автоматизации на

функциональной схеме

На функциональной схеме автоматизации показано технологическое оборудование и технические средства автоматизации – датчики и исполнительные механизмы с регулирующими органами. Их обозначения выполнены в

соответствии с ГОСТ 21.208-2013.

Букву «Т» применяют для обозначения первичного прибора бесшкального с дистанционной передачей сигнала. Букву «Е» применяют для обозначения чувствительного элемента, выполняющего функцию первичного преобразования.

При необходимости конкретизации измеряемой величины справа от графического обозначения прибора допускается указывать наименование, символ этой величины или ее значение, для измеряемой величины «А» указывают тип анализатора, обозначение анализируемой величины и интервал значений измеряемого параметра.

Для обозначения величин, не предусмотренных настоящим стандартом, допускается использовать резервные буквы. Применение резервных букв должно быть расшифровано на схеме .

На ФСА приняты следующие обозначения технических средств