Унос растворенного вещества из выпариваемых растворов вторичными парами выпарных установок

• Автор: Базанов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 129 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Выпаривание

1.2. Проблема уноса растворенного вещества вторичным паром

выпарной установки.

1.2.1. Источники загрязнений выпариваемых растворов и питательной воды, влияние загрязнений на работу выпарных и парогенерирующих установок.

1.2.2. Загрязнение пара

1.2.3. Механизм уноса капельной влаги с паром

1.2.4. Закономерности растворимости веществ в паре.

1.2.5. Методики экспериментального анализа уноса выпариваемого соединения вторичным паром.
1.3. Схемы выпарных установок. Схемы паросепарационных устройств, используемых в химической технологии и энергетике.
1.3.1. Схемы выпарных установок химической промышленности
1.3.2. Выбор конструкций и промышленные данные по уносу солей на выпарных аппаратах
1.3.3. Сепарация капельной влаги из пара в химической технологии.
1.3.4. Гравитационные сепараторы брызгоуловители.
1.3.5. Инерционные сепараторы брызгоуловители
1.3.6. Центробежные сепараторы брызгоуловители.
1.3.7. Барботажные устройства для промывки пара водой
1.3.8. Сепарация капельной влаги из пара в энергетике
Заключение. Постановка задачи исследования.
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, ДАВЛЕНИЯ И НАЧАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ НА ВЕЛИЧИНУ УНОСА РАСТВОРЕННОГО ВЕЩЕСТВА ИЗ ВЫПАРИВАЕМЫХ РАСТВОРОВ.
2.1. Математическая модель поверхностного выпарного аппарата.
2.2. Математическое описание процессов в греющей камере
2.3. Математическое описание процессов в парожидкостном пространстве
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УНОСА РАСТВОРЕННЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ВЫПАРИВАЕМЫХ РАСТВОРОВ ВТОРИЧНЫМИ ПАРАМИ ВЫПАРНЫХ УСТАНОВОК.
3.1. Выбор типа и масштаба экспериментальной установки
3.2. Методы, применяемые для анализа полученных в ходе
экспериментов проб конденсата
3.2.1. Метод атомноабсорбционной спектрофотомегрии
3.2.2. Метод титрометрии.
3.3. Выбор исследуемых соединений и концентраций. Состав исследуемых растворов.
3.4. Описание экспериментальной установки. Объекты исследования и методика проведения эксперимента
3.6. Результаты исследования уноса растворенного вещества из выпариваемых растворов вторичными парами
3.6.1. Зависимость уноса растворенного вещества из выпариваемых растворов от их начальной концентрации
3.6.2. Влияние природы отрицательного иона выпариваемых растворов солей на унос растворенного вещества вторичным паром из выпариваемых растворов.
3.6.3. Влияние температуры испарения и кипения раствора 3С на унос растворенного вещества из выпариваемых растворов.
Глава 4. ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В связи с этим одной из важнейших задач производств, связаных с выпариванием раствора, является исследование явления уноса растворенного вещества из выпариваемых растворов вторичными парами выпарных установок, а также разработка метода расчета концентрации растворенного вещества в конденсате выпарной установки при различных режимах выпаривания и различной начальной концентрации выпариваемых растворов. Целью работы являлось экспериментальное исследование уноса растворенного вещества из выпариваемых растворов вторичным паром при различных режимах выпаривания и различной начальной концентрации растворов, а также разработка метода расчета концентрации растворенного вещества в получаемом конденсате. Впервые получены количественные значения уноса солей вторичным паром из выпариваемых растворов , I, ВаС, 2, СаС, , , 4, 4 в диапазоне начальных концентраций от 6 до 0 гл. Показано, что при увеличении начальной концентрации выпариваемого раствора СаСЬ от 6 гл до 0 гл, даже в режиме испарения раствора С, концентрация ионов Са2 в конденсате изменялась от 0, гл до 0, гл т. Впервые показано, что природа растворенного вещества , , , 4 оказывает огромное влияние на их растворимость в паре. В области начальных концентраций растворов от 6 до гл различие в растворимости веществ во вторичном паре определяется природой как положительного, так и отрицательного ионов. При начальной концентрации выпариваемого раствора гл унос положительных ионов солей из выпариваемых растворов составляет для 0, гл, 2 0, гл, 2 0,2 гл, . Впервые рассмотрено влияние режимов кипения, стабильного и нестабильного барботажа на унос растворенного вещества из выпариваемых растворов вторичными парами выпарной установки. Разработана математическая модель уноса растворенного вещества из выпариваемых растворов вторичными парами выпарных установок. Получены эмпирические зависимости уноса растворенного вещества от режима выпаривания и начальной концентрации выпариваемых растворов , , 2,2, СаС, 2, , , . Показано, что в режиме устойчивого кипения 3С выпариваемого раствора, несмотря на наличие в установке сепарационного устройства, концентрация солей в конденсате возрастала по сравнению с испарением С примерно в 8 раз. Поэтому при проектировании выпарных установок для получения высококачественного конденсата, в котором концентрация растворенного вещества определяется лишь растворимостью вещества в паре, необходимо обратить особое внимание на конструирование высокоэффективных сепарационных устройств. Установлено, что при средних и высоких начальных концентрациях выпариваемого раствора концентрация растворенного вещества в получаемом конденсате, даже в режиме испарения, оказывается достаточно высокой, т. На основании разработанной математической модели предложен метод, позволяющий рассчитать концентрацию растворенного вещества в конденсате выпарной установки при начальных концентрациях растворов от 6 гл до 0 гл, как в режимах чистого испарения, так и в режимах неустойчивого и устойчивого кипения растворов. Материалы диссертационной работы были представлены и обсуждены на Международной студенческой конференции Фундаментальные наукиспециалисту нового века. Иваново, г. Международной школы молодых ученых Методы кибернетики в технологиях, экономике и управлении производством. Иваново, г. Международной научной конференции Энергоресурсосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные производства. Иваново, г. III Конференции молодых ученых ИХР РАН. Иваново, г. Всероссийской студенческой научнотехнической конференции Интенсификация тепломассообменных процессов, промышленная безопасность и экология. Казань, г. V Всероссийской конференции молодых ученых Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии. Саратов, г. VII Международной научной конференции Теоретические и экспериментальные основы создания новых высокоэффективных процессов и оборудования. Иваново, г. I Всероссийской школыконференции Молодые ученые новой России. Фундаментальные исследования в области химии и инновационная деятельность. Иваново, г. По результатам проведенной работы опубликованы научных работ, из них 1 статья в журнале Известия вузов. Химия и химическая технология, 2 рецензируемые публикации в сборниках трудов международных конференций, 7 тезисов докладов конференций.