Проектирование мастерской по производству 3,5-динитробензойной кислоты мощностью 13 тонн/год (стр. 11 из 26)

Следовательно, объем аппарата равен:

Примем коэффициент заполнения аппарата равным 0,8 [12].

Тогда объем аппарата будет равен

.

Из каталога выбираем аппарат с характеристиками [13]:

аппарат вертикальный

Рабочая температура 10-100⁰

Номинальный объем -

;

D_{обечайки} -

(внутренний);

Н_{обечайки} -

;

Основной материал - сталь 08Х22Н10Т

Площадь поверхности теплообмена:

рубашки -

змеевика -

В аппарате одна секция змеевиков из труб Ж 57 мм с числом витков в секции 12. Шаг витка равен 2d трубы.

Рассчитаем поверхность, необходимую для отвода тепла реакционной массы. Для этого примем, что рассол (23,8% раствор хлорида кальция), поступающая в рубашку, нагревается с - 20

до - 10 . Реакционной массы при этом охлаждается с 60 до 20 .

Следовательно, требуемая площадь для отвода тепла составляет:

Так как площадь теплообмена рубашки составляет по каталогу

, то для теплоотвода требуется использовать две секции змеевиков.

Рассчитаем время прилива воды. Время прилива может быть рассчитано по формуле [12]:

Рассчитаем объем мерника суспензии ДНБК, загружаемой в реактор разбавления:

Рассчитаем объем хранилища маточника отработанной кислотной смеси. Плотность маточного раствора рассчитывается как аддитивная величина (с учетом промывной воды):

Примем коэффициент заполнения равным 0,9; тогда объем хранилища будет равен:

Рассчитаем необходимую площадь поверхности фильтрации:

Плотность ДНБК рассчитывается как аддитивная величина:

Следовательно, объем ДНБК равен:

Зададим высоту слоя ДНБК на фильтре равной 15см, тогда требуемая площадь поверхности составит:

Из каталога выбираем вакуум-фильтр емкостной под давлением с

характеристиками [16]:

Площадь поверхности фильтрации -

;

D -

; Н - ;

Основной материал - сталь 12Х18Н10Т

Расчет перемешивающего устройства разбавителя

Вязкость и плотность раствора ДНБК определим как аддитивные величины.

Диаметр перемешивающего устройства:

,

Примем скорость вращения мешалки [12]:

м/с

Следовательно, число оборотов мешалки:

, оборот/сек

Определим значение критерия Рейнольдса:

,

По [12] выбираем пропеллерную трехлопастную мешалку.

Определим критерий мощности:

, где и - постоянные величины (определяются по таблице [12]):

Рассчитаем величину мощности:

кВт

Определяем мощность мешалки в пусковой момент:

кВт

Установочная мощность:

кВт

где 0,95 - КПД электродвигателя, 1,2-запас мощности электродвигателя [12].

Проверим следующее условие [12]:

,

следовательно, мешалка данного типа подходит.

Выбираем привод мощностью 1,5кВт; мотор редуктор типа МПО2 и электродвигатель типа АИ [15].

3-я стадия - пропарка и фильтрация

Определим суточные объемы, загружаемых в реактор компонентов и их сумму, учитывая, что сконденсировавшийся пар переходит в равное по массе количество воды: (плотность воды - 1000

, - 1830 , - 1900 ) [11].

Плотность ДНБК рассчитывается как аддитивная величина:

Следовательно, объем аппарата равен:

Для пропарки примем коэффициент заполнения равным 0,7 [12].

Тогда

.

Из каталога выбираем аппарат с характеристиками [13]:

аппарат вертикальный

Рабочая температура 10-100⁰

Номинальный объем -

;

D_{обечайки} -

(внутренний);

Н_{обечайки} -

;

Основной материал - сталь 08Х22Н10Т

Площадь поверхности теплообмена:

рубашки -

змеевика -

Рассчитаем поверхность, необходимую для отвода тепла реакционной массы. Для этого примем, что рассол (23,8% раствор хлорида кальция), поступающая в рубашку, нагревается с - 20

до - 5 . Реакционной массы при этом охлаждается с 100 до 20 .

Следовательно, требуемая площадь нагрева составляет:

Так как площадь теплообмена рубашки составляет по каталогу

, то для теплоотвода площади поверхности рубашки вполне достаточно.