Проектирование двухкорпусной выпарной установки для концентрирования раствора NH₄Cl с принудительной циркуляцией

Производство химических удобрений, металлургия, фармацевтика, агропромышленный комплекс – целые отрасли зависят от эффективности процесса, который зачастую остается незамеченным. Речь идет о выпаривании – термическом концентрировании растворов, позволяющем превратить разбавленные жидкости в ценные продукты или существенно сократить объемы отходов. В мире, где каждый процент энергоэффективности имеет значение, а экологические стандарты становятся все строже, оптимизация этого процесса приобретает критическое значение.

Настоящая курсовая работа посвящена проектированию двухкорпусной выпарной установки для концентрирования раствора хлорида аммония (NH₄Cl) с принудительной циркуляцией. Хлорид аммония – вещество с широким спектром применения, от производства удобрений до гальванотехники. Однако его растворы обладают рядом специфических свойств, таких как коррозионная активность и склонность к образованию отложений, что делает процесс его концентрирования непростой инженерной задачей.

Цель данной работы — не просто выполнить набор стандартных расчетов, а создать комплексное, глубокое исследование, в котором каждый этап проектирования будет обоснован с учетом новейших теоретических подходов и современных инженерных практик. Мы не только раскроем базовые принципы работы выпарных установок, но и углубимся в детали, которые часто упускаются в типовых проектах: от нюансов температурных депрессий до выбора материалов, устойчивых к агрессивной среде NH₄Cl, и использования актуальных международных стандартов для теплофизических свойств. Особое внимание будет уделено преимуществам и обоснованию применения принудительной циркуляции, позволяющей достичь высокой энергоэффективности и продлить межпромывочный период. В результате будет представлена полностью готовая курсовая работа, отличающаяся уникальной детализацией и академической строгостью.

Теоретические основы процесса выпаривания и физико-химические свойства раствора NH₄Cl

Сущность и основные понятия процесса выпаривания

В мире химических технологий существуют процессы, которые, казалось бы, предельно просты в своей основе, но при этом обладают колоссальным промышленным значением. Выпаривание — один из таких процессов, по своей сути, это термический процесс концентрирования растворов твердых нелетучих или малолетучих веществ путем испарения летучего растворителя при его кипении и последующего отвода образовавшихся паров.

Принципиальное отличие выпаривания от обычного испарения кроется в механизме: при испарении удаление растворителя происходит исключительно с поверхности жидкости и возможно при любой температуре ниже температуры кипения, в то время как при выпаривании растворитель удаляется из всего объема кипящего раствора. Это ключевое различие определяет высокую интенсивность процесса выпаривания и его применимость для глубокого концентрирования.

Движущей силой любого процесса теплопередачи, а выпаривание, по сути, является таковым, выступает разность температур. В контексте выпаривания эта движущая сила называется температурной депрессией. Она представляет собой разницу между температурой кипения раствора и температурой кипения чистого растворителя (как правило, воды) при одном и том же давлении. Именно эта депрессия позволяет передавать тепло от греющего пара к кипящему раствору.

Выпаривание находит широкое применение для концентрирования водных растворов различных солей, включая, например, нитрат аммония (NH₄NO₃). В нашем случае процесс сосредоточен на концентрировании хлорида аммония (NH₄Cl), что является важной операцией в производстве чистых солей и их полупродуктов.

Физико-химические свойства раствора хлорида аммония (NH₄Cl)

Успешное проектирование выпарной установки невозможно без глубокого понимания физико-химических и теплофизических свойств концентрируемого раствора. Хлорид аммония (NH₄Cl) не является исключением и требует особого внимания к своим характеристикам.

Ключевые свойства раствора NH₄Cl, влияющие на процесс выпаривания, включают:

• Плотность (ρ): Зависит от концентрации и температуры. С ростом концентрации плотность раствора увеличивается, а с ростом температуры, как правило, уменьшается. Эти данные необходимы для расчета объемных расходов, определения гидростатического давления и выбора насосного оборудования.
• Теплоемкость (c_р): Способность раствора аккумулировать тепло. Теплоемкость растворов NH₄Cl, как и большинства солевых растворов, обычно ниже, чем у чистой воды, и уменьшается с ростом концентрации и температуры. Это влияет на количество тепла, необходимое для нагрева раствора до температуры кипения.
• Температура кипения (t_кип): Повышается с ростом концентрации растворенного вещества (явление эбулиоскопии) и с увеличением давления. Этот эффект, называемый температурной депрессией раствора, должен быть учтен при расчете полезной разности температур.
• Вязкость (μ): Сопротивление раствора течению. Вязкость растворов NH₄Cl увеличивается с ростом концентрации и уменьшается с ростом температуры. Высокая вязкость может затруднять циркуляцию раствора, снижать коэффициент теплопередачи и увеличивать гидравлические сопротивления, что приводит к дополнительным энергетическим затратам.
• Теплота парообразования (r): Количество тепла, необходимое для испарения 1 кг растворителя. Хотя теплота парообразования в основном определяется свойствами растворителя (воды), наличие растворенного вещества может незначительно влиять на эти параметры.

Особое внимание к коррозионной активности: Растворы NH₄Cl, особенно при повышенных температурах и концентрациях, обладают выраженной коррозионной активностью по отношению ко многим конструкционным материалам. Это критический фактор, который напрямую влияет на выбор материала для изготовления выпарных аппаратов и трубопроводов. Неправильный выбор может привести к быстрому разрушению оборудования, загрязнению продукта и серьезным авариям. Для NH₄Cl характерна общая коррозия и питтинговая коррозия, особенно в присутствии кислорода.

Факторы, влияющие на эффективность процесса выпаривания

Эффективность процесса выпаривания — это многомерное понятие, зависящее от сложного взаимодействия различных факторов. Понимание этих зависимостей позволяет оптимизировать работу установки, минимизировать энергозатраты и обеспечить стабильное качество продукта.

1. Скорость теплопередачи и коэффициент теплопередачи (K): Это один из наиболее критичных параметров. Коэффициент теплопередачи (K), измеряемый в Вт/(м²·К), характеризует интенсивность переноса тепла от греющего пара через стенку к кипящему раствору. Чем выше K, тем меньше требуется поверхность нагрева для достижения заданной производительности. Например, в аппаратах с естественной циркуляцией K может составлять 500-1000 Вт/(м²·К), тогда как в аппаратах с принудительной циркуляцией он может достигать 3000 Вт/(м²·К) благодаря высоким скоростям потока и снижению толщины пограничного слоя.
2. Количество тепла, необходимое для испарения: Прямо пропорционально количеству выпариваемой влаги и теплоте парообразования растворителя. Минимизация этого параметра – ключевая цель энергосбережения.
3. Максимальная температура, которую может выдержать жидкость: Некоторые растворы, особенно органические или термочувствительные, разлагаются при высоких температурах. Для NH₄Cl этот фактор менее критичен, но все равно требует контроля, чтобы избежать нежелательных побочных реакций или изменения свойств продукта.
4. Давление при испарении: Влияет на температуру кипения раствора и, следовательно, на полезную разность температур. Снижение давления (работа под вакуумом) позволяет снизить температуру кипения и, как следствие, увеличить полезную разность температур, что интенсифицирует процесс и позволяет использовать низкопотенциальное тепло.
5. Изменения в испаряемом материале: В процессе концентрирования меняются концентрация, плотность, вязкость, температура кипения раствора. Эти изменения необходимо учитывать на каждом этапе расчета, поскольку они влияют на теплофизические свойства и, как следствие, на K и полезную разность температур.
6. Начальное и конечное давление греющего пара: Определяют доступную температурную разность и, соответственно, интенсивность теплопередачи.
7. Число ступеней выпаривания: Один из наиболее эффективных способов снижения удельного расхода греющего пара. Увеличение числа ступеней от одной до двух позволяет снизить удельный расход греющего пара на 40-50%, а при дальнейшем увеличении до трех-четырех ступеней экономия может достигать 60-75%. Это достигается за счет использования вторичного пара одного корпуса в качестве греющего для последующего.
8. Распределение площади поверхности теплообмена между корпусами: Оптимальное распределение позволяет выровнять полезную разность температур в каждом корпусе, обеспечивая максимально эффективное использование греющего пара.
9. Тип выпарного аппарата: Влияет на K, склонность к инкрустации и эксплуатационные характеристики. Аппараты с принудительной циркуляцией, как будет показано ниже, демонстрируют значительно лучшие показатели для солесодержащих растворов.

Температурные депрессии: виды и их влияние

Глубокое понимание и точный учет температурных депрессий – краеугольный камень при расчете выпарных установок, особенно многокорпусных. Без этого невозможно корректно определить полезную разность температур, являющуюся движущей силой процесса. Различают несколько видов депрессий:

1. Температурная депрессия раствора (эбулиоскопическая): Это фундаментальное явление, при котором температура кипения раствора всегда выше температуры кипения чистого растворителя при том же давлении. Она зависит от концентрации раствора и его природы. Для NH₄Cl эта депрессия будет возрастать по мере концентрирования раствора от первого корпуса к последнему.
2. Гидродинамическая температурная депрессия (Δt_гидр): Возникает из-за падения давления греющего пара по мере его движения через трубный пучок и паровое пространство аппарата. Это падение давления вызывает соответствующее снижение температуры насыщения пара. В высокоскоростных потоках и длинных коммуникациях эта депрессия может достигать 0,5-1,5 °С на одну ступень выпаривания. Она также может быть вызвана сопротивлением потока раствора в трубах греющей камеры.
3. Гидростатическая температурная депрессия (Δt_{гидрост}): Обусловлена высотой столба кипящего раствора в греющих трубах выпарного аппарата. Давление в нижней части столба выше, чем на поверхности, что приводит к повышению температуры кипения раствора в нижних слоях. Эта депрессия может составлять несколько градусов Цельсия, особенно в аппаратах большой высоты или с высоким уровнем заполнения. Например, столб воды высотой 10 метров создает избыточное давление около 0,1 МПа, что может поднять температуру кипения на 5-10 °С в зависимости от начального давления.

Методы учета в расчетах:
При расчете теплового баланса и поверхности теплообмена все виды температурных депрессий суммируются и вычитаются из общей разности температур между греющим паром и вторичным паром, чтобы получить полезную разность температур (Δt_пол).

Δtпол = Δtобщ - Δtраст - Δtгидр - Δtгидрост

Где Δt_общ — это общая разность температур между греющим паром первого корпуса и вторичным паром последнего корпуса.

Источники данных по теплофизическим свойствам веществ

Надежные и точные данные о теплофизических свойствах веществ – это основа любого инженерного расчета. Ошибки на этом этапе могут привести к существенным погрешностям в проектировании и, как следствие, к неэффективной работе установки или даже авариям.

Для получения достоверных сведений о теплофизических свойствах воды и водяного пара (давление, температура, энтальпия, энтропия, вязкость, теплопроводность, число Прандтля, поверхностное натяжение) в отечественной инженерной практике традиционно используются классические справочники. Особое место среди них занимают:

• Справочник Александрова А.А. «Термодинамические свойства воды и водяного пара» (например, издание 1999 года).
• Справочник Ривкина С.Л. «Термодинамические свойства воды и водяного пара» (например, издание 1980 года).

Эти издания содержат данные, рассчитанные по международным стандартам, что гарантирует их высокую точность и применимость. Важно отметить, что современные российские государственные стандарты и рекомендуемые справочные данные (например, ГСССД Р-776-98) базируются на формулировках Международной ассоциации по свойствам воды и водяного пара (IAPWS). В частности, для термодинамических свойств активно используется IAPWS-IF97, а для вязкости – IAPWS-08. Эти международные уравнения признаны в качестве стандартных справочных данных, что обеспечивает унификацию расчетов и сопоставимость результатов на мировом уровне.

При работе с раствором NH₄Cl, кроме свойств воды, необходимы также данные по свойствам самого раствора (плотность, теплоемкость, температура кипения при различных концентрациях). Эти данные можно найти в специализированных химико-технологических справочниках, а также в базах данных по свойствам растворов или рассчитать по эмпирическим формулам, если это допустимо.

Конструктивные схемы двухкорпусных выпарных установок с принудительной циркуляцией

Классификация и общие принципы многокорпусных установок

Мир выпарных установок удивительно разнообразен, и их классификация помогает ориентироваться в многообразии инженерных решений. Основные критерии классификации включают:

1. По количеству корпусов:
   • Однокорпусные: Простейшие установки, где весь процесс выпаривания происходит в одном аппарате. Энергетически наименее эффективны, так как вторичный пар, обладающий значительным количеством теплоты, не используется повторно.
   • Многокорпусные: Состоят из нескольких последовательно соединенных аппаратов (корпусов). Это ключевое отличие, которое определяет их высочайшую энергоэффективность.
2. По направлению движения пара и раствора:
   • Прямоточные: Раствор и греющий пар движутся в одном направлении (из первого корпуса в последний). Наиболее распространены, так как раствор перетекает из корпуса в корпус самотеком под действием разности давлений.
   • Противоточные: Раствор движется в направлении, противоположном движению греющего пара. Используются, когда необходимо получить максимально концентрированный продукт при минимальной температуре в последнем корпусе.
   • С параллельным питанием: Исходный раствор подается одновременно во все корпуса, а вторичный пар из каждого корпуса используется для обогрева следующего. Применяется для растворов, склонных к разложению при высоких температурах.
3. По давлению вторичного пара в последнем корпусе:
   • Под вакуумом: Наиболее распространенная схема, позволяющая снизить температуру кипения в последнем корпусе, увеличить общую полезную разность температур и использовать низкопотенциальный греющий пар.
   • При атмосферном или избыточном давлении: Применяются реже, например, когда вторичный пар последнего корпуса используется как греющий в других технологических процессах.

Преимущества многокорпусных установок:
Главное преимущество многокорпусных установок — это значительное снижение расхода свежего греющего пара по сравнению с однокорпусными. Это достигается за счет использования теплоты вторичного пара, образующегося в предыдущем корпусе, для обогрева последующего. В идеальном случае расход пара на 1 кг выпаренной влаги составляет приблизительно 1/n, где n — число корпусов. Так, двухкорпусные установки позволяют сократить удельный расход греющего пара в 2-4 раза, обеспечивая экономию энергии до 40-50% по сравнению с однокорпусными.

Для обеспечения переноса тепла в такой цепочке, в каждом последующем корпусе поддерживается более низкое давление и, соответственно, более низкая температура кипения. Это создает необходимую положительную полезную разность температур между греющим паром и кипящим раствором в каждом корпусе.

Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией: особенности и преимущества

Когда речь заходит о концентрировании сложных, солесодержащих растворов, особенно тех, что склонны к выделению твердой фазы, образованию отложений (инкрустации) или имеют высокую вязкость, на первый план выходят выпарные аппараты с принудительной циркуляцией. Этот тип аппаратов предлагает решение множества проблем, характерных для естественной циркуляции.

Принцип работы:
В аппаратах с принудительной циркуляцией раствор непрерывно циркулирует по замкнутому контуру, включающему греющую камеру и сепаратор. Ключевым элементом здесь является циркуляционный насос, который обеспечивает высокую скорость движения раствора (обычно в диапазоне 1,5-3,5 м/с) через трубы греющей камеры.

Преимущества принудительной циркуляции:

1. Повышение коэффициента теплопередачи (K): Высокая скорость движения раствора турбулизирует поток, уменьшает толщину пограничного слоя и, как следствие, значительно увеличивает интенсивность теплопередачи. Коэффициент K в таких аппаратах может достигать 3000 Вт/(м²·К), что в 2-3 раза выше, чем в аппаратах с естественной циркуляцией (500-1500 Вт/(м²·К)).
2. Снижение скорости инкрустации: Высокая скорость потока раствора препятствует оседанию кристаллов и образованию отложений на поверхности труб. Это критически важно для растворов NH₄Cl, которые склонны к кристаллизации. Снижение скорости инкрустации может достигать 50-70% по сравнению с естественной циркуляцией, что существенно увеличивает время работы установки между промывками — с 3-7 дней до 20-30 суток.
3. Работа с высоковязкими растворами: Принудительная циркуляция позволяет эффективно концентрировать растворы с повышенной вязкостью, с которыми аппараты естественной циркуляции справляются плохо из-за снижения скорости движения раствора.
4. Управляемость процессом: Скорость циркуляции может регулироваться, что позволяет адаптировать режим работы к изменяющимся свойствам раствора и технологическим требованиям.

Выбор оптимальной скорости:
Выбор конкретной скорости раствора в диапазоне 1,5-3,5 м/с — это компромисс между несколькими факторами:

• Эффективность теплопередачи: С ростом скорости K увеличивается.
• Предотвращение инкрустации: Более высокие скорости эффективнее «смывают» кристаллы.
• Энергозатраты на насос: Расход энергии растет пропорционально кубу скорости, поэтому необоснованное увеличение скорости неэкономично.
• Риск механического разрушения кристаллов: При очень высоких скоростях (>3,0-3,5 м/с) возможно механическое повреждение образующихся кристаллов, что может повлиять на их размерный состав и последующие этапы разделения.

Таким образом, для концентрирования NH₄Cl, учитывая его склонность к кристаллизации и коррозионную активность, выпарные аппараты с принудительной циркуляцией являются предпочтительным выбором, обеспечивающим стабильность и эффективность процесса.

Технологическая схема двухкорпусной прямоточной выпарной установки

Для глубокого понимания процесса проектирования необходимо представить его в виде целостной технологической схемы. Рассмотрим типичную двухкорпусную прямоточную выпарную установку с принудительной циркуляцией, предназначенную для концентрирования раствора NH₄Cl.

Основные элементы схемы:

1. Центробежный насос (питательный): Исходный разбавленный раствор NH₄Cl подается этим насосом из емкости хранения в систему.
2. Подогреватель: Перед подачей в первый корпус исходный раствор проходит через подогреватель, где его температура повышается до температуры кипения первого корпуса. Это позволяет избежать резкого охлаждения кипящего раствора в аппарате и снизить нагрузку на греющий пар. В качестве греющего агента в подогревателе часто используется вторичный пар из второго корпуса или конденсат.
3. Первый корпус выпарного аппарата:
   • Сюда поступает подогретый исходный раствор.
   • Корпус обогревается свежим водяным паром (греющим паром), поступающим в межтрубное пространство греющей камеры.
   • Внутри корпуса раствор кипит, и часть воды испаряется, образуя вторичный пар первого корпуса.
   • Раствор частично концентрируется и перетекает во второй корпус.
   • Из греющей камеры первого корпуса отводится конденсат греющего пара.
4. Второй корпус выпарного аппарата:
   • Сюда поступает частично сконцентрированный раствор из первого корпуса.
   • Обогрев осуществляется вторичным паром первого корпуса, который, таким образом, используется повторно, значительно повышая энергоэффективность установки.
   • В этом корпусе раствор кипит при более низкой температуре и давлении, образуя вторичный пар второго корпуса.
   • Концентрированный раствор NH₄Cl отводится из второго корпуса.
   • Из греющей камеры второго корпуса также отводится конденсат вторичного пара первого корпуса.
5. Барометрический конденсатор: Вторичный пар из второго корпуса направляется в барометрический конденсатор, где он смешивается с охлаждающей водой и конденсируется.
6. Вакуум-насос: Подключен к барометрическому конденсатору и служит для удаления неконденсирующихся газов и поддержания необходимого вакуума в системе, особенно в последнем корпусе.

Принцип работы и поддержание перепада давлений:

В многокорпусной установке поддерживается ступенчатое понижение давления и температуры от первого корпуса к последнему. Это ключевое условие для переноса тепла и самопроизвольного перетока раствора.

• Перепад давлений: Вакуум, создаваемый в последнем (втором) корпусе барометрическим конденсатором и вакуум-насосом, обеспечивает общий перепад давлений по всей установке. Типичные значения вакуума в последнем корпусе могут составлять от 0,02 до 0,08 МПа (150-600 мм рт. ст. абсолютного давления). Этот перепад давлений позволяет раствору и вторичному пару самотеком перетекать из одного корпуса в другой.
• Перепад температур: Благодаря понижению давления от корпуса к корпусу, температура кипения раствора также снижается. Это создает общую полезную разность температур между греющим паром первого корпуса и вторичным паром последнего корпуса в пределах 40-70 °С, что обеспечивает эффективную теплопередачу на всех этапах.

Таким образом, двухкорпусная прямоточная установка с принудительной циркуляцией представляет собой сложный, но высокоэффективный комплекс, где каждый элемент работает в синергии для достижения максимального концентрирования раствора при минимальных энергозатратах.

Недостатки установок с принудительной циркуляцией

Несмотря на очевидные преимущества, выпарные аппараты с принудительной циркуляцией не лишены некоторых недостатков, которые необходимо учитывать при проектировании и оценке экономической целесообразности.

1. Повышенный расход энергии на работу циркуляционного насоса: Это, пожалуй, наиболее существенный недостаток. Для обеспечения высоких скоростей движения раствора требуются мощные центробежные насосы, потребляющие значительное количество электроэнергии. В некоторых случаях расход энергии на работу циркуляционного насоса может составлять до 10-15% от общих эксплуатационных затрат выпарной установки. Этот фактор требует тщательного технико-экономического анализа при выборе типа аппарата.
2. Более сложное оборудование: Конструкция аппаратов с принудительной циркуляцией сложнее, чем у аппаратов с естественной циркуляцией. Наличие циркуляционного насоса, трубопроводов большого диаметра для организации контура циркуляции, а также систем контроля и регулирования скорости потока увеличивает капитальные затраты на установку.
3. Риск механического разрушения кристаллов: Хотя высокие скорости потока предотвращают инкрустацию, при избыточно высоких скоростях (обычно более 3,0-3,5 м/с) может произойти механическое измельчение образующихся кристаллов NH₄Cl. Это может быть нежелательно, если для последующих стадий фильтрации или центрифугирования требуются кристаллы определенного размера.
4. Износ оборудования: Высокие скорости потока и наличие абразивных частиц (кристаллов) в циркулирующем растворе могут приводить к повышенному износу насосов, трубопроводов и греющих труб, что требует использования износостойких материалов и регулярного технического обслуживания.

Несмотря на эти недостатки, для концентрирования растворов, подобных NH₄Cl, с их склонностью к инкрустации и коррозионной активностью, преимущества принудительной циркуляции, как правило, перевешивают ее минусы, особенно с учетом долгосрочной экономии за счет снижения энергопотребления и увеличения межпромывочного периода.

Расчет теплового и материального баланса двухкорпусной выпарной установки

Материальный баланс установки

Материальный баланс является отправной точкой для любого расчета процесса химической технологии. Его задача — количественно описать движение вещества через систему, устанавливая равновесие между приходом и расходом всех компонентов.

Для однократного процесса выпаривания (т.е. для одного корпуса или для всей установки, если рассматривать ее как «черный ящик») материальный баланс выражается следующими уравнениями:

1. По всему веществу (растворителю и растворенному веществу):
   GН = GК + W
   Где:
   • GН — масса исходного раствора, поступающего в установку, кг/ч.
   • GК — масса концентрированного раствора, отводимого из установки, кг/ч.
   • W — масса выпаренной воды (растворителя), кг/ч.
2. По растворенному твердому веществу (NH₄Cl):
   GН ⋅ xН = GК ⋅ xК
   Где:
   • xН — массовая доля растворенного вещества в исходном растворе, %.
   • xК — массовая доля растворенного вещества в концентрированном растворе, %.

   (Принимается, что растворенное вещество не уносится с паром и не разлагается).

Из этих уравнений можно определить ключевые параметры:

• Количество выпаренной воды (W):
  W = GН ⋅ (1 - xН / xК)
  Или, выразив GК из первого уравнения:
  W = GН - GК
• Конечная концентрация раствора (x_К):
  xК = (GН ⋅ xН) / (GН - W)

Для многокорпусной установки:
Общий расход выпаренной влаги (W) будет равен сумме влаги, выпаренной в каждом корпусе:
W = ΣWn
Где Wn — влага, выпаренная в n-м корпусе. При этом материальный баланс должен быть составлен для каждого корпуса отдельно, чтобы определить расходы и концентрации растворов между корпусами.

Пример (гипотетический):
Пусть в установку поступает GН = 1000 кг/ч раствора NH₄Cl с xН = 10%. Требуется получить концентрированный раствор с xК = 40%.
Количество выпаренной воды:
W = 1000 ⋅ (1 - 10% / 40%) = 1000 ⋅ (1 - 0.1 / 0.4) = 1000 ⋅ (1 - 0.25) = 1000 ⋅ 0.75 = 750 кг/ч.
Масса концентрированного раствора:
GК = GН - W = 1000 - 750 = 250 кг/ч.
Проверка по растворенному веществу: GНxН = 1000 ⋅ 0.1 = 100 кг/ч. GКxК = 250 ⋅ 0.4 = 100 кг/ч. Баланс сходится.

Тепловой баланс установки

Тепловой баланс — это второй важнейший этап расчета, позволяющий определить расход греющего пара, необходимого для работы установки, а также распределение тепловых потоков. Его основная цель — подтвердить закон сохранения энергии в системе.

Уравнение теплового баланса для одного аппарата (корпуса):

Приход теплоты = Расход теплоты

GНcНtН + D(i'' - i') = W ⋅ i + GКcКtК + Qпот

Где:

• GН — масса раствора, поступающего в аппарат, кг/ч.
• cН — удельная теплоемкость поступающего раствора, кДж/(кг·К).
• tН — температура поступающего раствора, °C.
• D — расход греющего пара, кг/ч.
• i'' — энтальпия насыщенного греющего пара, кДж/кг.
• i' — энтальпия конденсата греющего пара, кДж/кг. Разность (i'' - i') представляет собой скрытую теплоту парообразования греющего пара.
• W — масса выпаренной воды (вторичного пара), кг/ч.
• i — энтальпия вторичного пара, кДж/кг.
• GК — масса концентрированного раствора, отводимого из аппарата, кг/ч.
• cК — удельная теплоемкость концентрированного раствора, кДж/(кг·К).
• tК — температура концентрированного раствора, °C.
• Qпот — потери теплоты в окружающую среду, кДж/ч.

Тепловая нагрузка аппарата (Q):
Общее количество тепла, передаваемое в аппарате, можно также определить через коэффициент теплопередачи, поверхность нагрева и полезную разность температур:

Q = K ⋅ A ⋅ Δtпол

Где:

• Q — тепловая нагрузка аппарата, Вт или кДж/ч.
• K — коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·К).
• A — поверхность нагрева, м².
• Δtпол — полезная разность температур, °C.

Тепловые потери (Q_пот):
При составлении теплового баланса выпарной установки тепловые потери в окружающую среду, обусловленные несовершенством теплоизоляции, обычно принимаются в диапазоне 3-5 % от подводимой теплоты для хорошо изолированных систем и стабильных режимов работы. Однако в случае некачественной изоляции, частых пусков/остановов или неоптимальных условий эксплуатации, потери могут возрастать до 10-15%.

Температурные потери и их учет:
Помимо тепловых потерь, важно учитывать температурные потери, которые снижают полезную разность температур:

1. Температурная депрессия раствора: Учитывается как разность между температурой кипения раствора и чистой воды при данном давлении.
2. Потери от гидравлических сопротивлений (гидравлическая температурная депрессия): Вызваны падением давления пара из-за трения и местных сопротивлений в паропроводах. Усредненное значение для инженерных расчетов часто принимается равным 1°С на одну ступень выпаривания. Однако это значение может варьироваться от 0,5 до 1,5°С в зависимости от конкретной конструкции аппарата, длины и диаметра трубопроводов, скоростей пара и наличия местных сопротивлений (колен, вентилей).
3. Потери от гидростатического эффекта (гидростатическая температурная депрессия): Возникают из-за разницы давления по высоте столба кипящей жидкости в греющих трубах.

Все эти температурные потери должны быть корректно учтены для определения истинной полезной разности температур в каждом корпусе, что является критически важным для точного расчета поверхности теплопередачи.

Инженерный расчет основных элементов выпарной установки

Расчет поверхности теплопередачи

После определения теплового баланса и всех сопутствующих параметров, следующим логическим шагом является расчет ключевого элемента выпарного аппарата — поверхности теплопередачи. От точности этого расчета зависит размер аппарата, его производительность и эффективность.

Основное уравнение для расчета поверхности нагрева (A):

A = Q / (K ⋅ Δtпол)

Где:

• A — требуемая поверхность нагрева, м².
• Q — тепловая нагрузка аппарата, определенная из теплового баланса для данного корпуса, Вт или кДж/ч.
• K — общий коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·К). Значение K зависит от множества факторов: типа аппарата (естественная/принудительная циркуляция), свойств греющего пара и кипящего раствора, скорости потока, загрязнения поверхностей. Для аппаратов с принудительной циркуляцией, как было отмечено ранее, K может достигать 3000 Вт/(м²·К).
• Δtпол — полезная разность температур, °C. Это разность температур между греющим паром и кипящим раствором, скорректированная на все виды температурных депрессий (эбулиоскопическую, гидростатическую, гидродинамическую).

Последовательность расчета:

1. Определение Q: Из теплового баланса каждого корпуса установки определяется количество теплоты, которое необходимо передать.
2. Определение K: Расчет коэффициента теплопередачи является наиболее сложной частью и включает определение коэффициентов теплоотдачи от греющего пара к стенке, от стенки к кипящему раствору, а также учет термических сопротивлений стенки и отложений (инкрустации). Для предварительных расчетов могут быть использованы табличные или эмпирические значения, но для детального проектирования требуется более точный расчет.
3. Определение Δt_пол: Расчет полезной разности температур для каждого корпуса с учетом всех видов температурных депрессий.
4. Расчет A: Подстановка полученных значений в формулу.

После расчета требуемой поверхности нагрева A, производится выбор стандартного выпарного аппарата или компоновка греющей камеры из стандартных труб соответствующего диаметра и длины.

Расчет диаметров штуцеров

Штуцеры — это патрубки, через которые осуществляется подвод и отвод рабочих сред (исходного раствора, концентрированного раствора, греющего пара, вторичного пара, конденсата) из аппарата. Правильный расчет их диаметров критичен для обеспечения заданной производительности, минимизации гидравлических потерь и предотвращения эрозии.

Основная формула для расчета диаметра штуцера (D):

D = √(4V / (π ⋅ wдоп))

Где:

• D — внутренний диаметр штуцера, м.
• V — объемный расход потока среды, м³/с. Для определения объемного расхода необходимо знать массовый расход (определенны�� из материального баланса) и плотность среды при рабочих параметрах (V = G / ρ).
• π — математическая константа ≈ 3,14159.
• wдоп — допустимая (рекомендованная) скорость потока среды в штуцере, м/с.

Рекомендуемые допустимые скорости потока (w_доп):

• Для жидкостей (раствор NH₄Cl, конденсат): от 0,5 до 2,5 м/с.
• Для газов и паров (греющий пар, вторичный пар): от 20 до 40 м/с.
• Для самотечных трубопроводов (конденсат): от 0,1 до 0,5 м/с.

Факторы выбора конкретного значения w_доп в пределах диапазона:

• Допустимый перепад давления: Чем выше скорость, тем больше гидравлическое сопротивление и перепад давления. Это ведет к увеличению энергозатрат на насосы (для жидкостей) или снижению полезной разности температур (для пара).
• Риск эрозии: Высокие скорости потока, особенно для абразивных или коррозионных сред (как раствор NH₄Cl с кристаллами), увеличивают риск эрозионного износа стенок трубопроводов и штуцеров.
• Риск отложений (инкрустации): Слишком низкие скорости могут способствовать оседанию твердых частиц и образованию отложений.
• Экономическая целесообразность: Большие диаметры штуцеров уменьшают скорость потока и гидравлические потери, но увеличивают капитальные затраты на трубопроводы и арматуру. Меньшие диаметры экономят металл, но увеличивают эксплуатационные расходы. Оптимальный выбор находится в балансе между этими факторами.

Процесс подбора штуцеров:
По рассчитанным внутренним диаметрам D подбираются стандартные штуцеры из каталогов производителей или государственных стандартов (например, ГОСТ 28759.1-90 для фланцев), с учетом необходимых конструкционных материалов, стойких к агрессивной среде NH₄Cl.

Выбор и расчет вспомогательного оборудования

Эффективность выпарной установки определяется не только основными аппаратами, но и надежностью и правильностью подбора вспомогательного оборудования, которое интегрирует все элементы в единую работоспособную систему.

1. Центробежные насосы:
   • Назначение: Используются для подачи исходного разбавленного раствора NH₄Cl в установку, для циркуляции раствора в аппаратах с принудительной циркуляцией, а также для отвода концентрированного раствора.
   • Принципы выбора: Выбор насоса основывается на требуемой производительности (объемном расходе) и необходимом напоре (создаваемом давлении), который должен преодолевать гидравлические сопротивления системы. Важен также учет свойств перекачиваемой среды: для NH₄Cl необходимы насосы из коррозионностойких материалов (например, нержавеющие стали, титан) и с торцевыми уплотнениями, исключающими утечки.
   • Расчет: Включает определение суммарного гидравлического сопротивления трубопроводов и аппаратов, а также КПД насоса для расчета потребляемой мощности.
2. Теплообменник (подогреватель):
   • Назначение: Предварительный подогрев исходного раствора перед подачей в первый корпус выпарной установки. Это позволяет увеличить общую эффективность установки, используя низкопотенциальное тепло (например, вторичный пар из второго корпуса или конденсат греющего пара).
   • Принципы выбора: Выбирается пластинчатый или кожухотрубный теплообменник. Расчет включает определение необходимой поверхности теплообмена (аналогично выпарному аппарату), выбор материала, стойкого к NH₄Cl.
3. Барометрический конденсатор:
   • Назначение: Конденсация вторичного пара из последнего корпуса выпарной установки. Создает и поддерживает вакуум, необходимый для работы многокорпусной установки.
   • Принципы выбора: Основывается на количестве конденсируемого пара, требуемой температуре охлаждающей воды и необходимой температуре конденсата. Конденсаторы могут быть смешивающего типа (барометрические, где пар смешивается с водой) или поверхностного типа (где пар конденсируется на холодной поверхности).
   • Расчет: Определение расхода охлаждающей воды и поверхности теплообмена (для поверхностных конденсаторов).
4. Вакуум-насос:
   • Назначение: Удаление неконденсирующихся газов из барометрического конденсатора и поддержание заданного глубокого вакуума в системе.
   • Принципы выбора: Основывается на требуемой производительности по откачке газа и необходимой степени вакуума. Для химических производств часто используются водокольцевые или пароструйные вакуум-насосы.
   • Расчет: Определение объема неконденсирующихся газов, поступающих в систему с исходным раствором и греющим паром, а также возможных подсосов воздуха.

Все эти элементы должны быть не только правильно рассчитаны, но и интегрированы в общую систему с учетом их взаимосвязей и требований к автоматизации.

Критерии выбора оптимальных технологических режимов и конструкционных материалов. Государственные стандарты

Выбор конструкционных материалов

Выбор материалов для химического оборудования – это не просто технический вопрос, это вопрос безопасности, надежности, долговечности и экономической эффективности. Особенно остро он стоит при работе с агрессивными средами, такими как растворы хлорида аммония (NH₄Cl).

Критерии выбора:

1. Коррозионная стойкость к NH₄Cl: Растворы NH₄Cl обладают выраженной коррозионной активностью, которая усиливается с повышением температуры и концентрации. Присутствие кислорода также усугубляет коррозию.
   • Аустенитные нержавеющие стали: Широко используются для выпаривания растворов NH₄Cl. Марки, такие как 08Х18Н10Т (аналог AISI 321) и 12Х18Н10Т (аналог AISI 304), обладают хорошей стойкостью к общей коррозии. Сталь 08Х18Н10Т, легированная титаном, более устойчива к межкристаллитной коррозии. Однако при высоких концентрациях и температурах, особенно в условиях локальных перегревов, даже нержавеющие стали могут подвергаться питтинговой коррозии и стресс-коррозионному растрескиванию.
   • Титан: Отличается исключительной коррозионной стойкостью к растворам хлоридов, включая NH₄Cl, в широком диапазоне температур и концентраций. Его применение оправдано в наиболее ответственных узлах или при особо жестких условиях эксплуатации, несмотря на высокую стоимость.
   • Никелевые сплавы: Сплавы на основе никеля (например, Хастеллой, Инконель) также демонстрируют высокую стойкость к агрессивным хлоридным средам. Они используются в случаях, когда нержавеющие стали не обеспечивают достаточной надежности.
   • Легированные чугуны, углеродистые стали с защитными покрытиями: Могут использоваться для менее ответственных узлов или для низкоконцентрированных растворов при умеренных температурах, но требуют тщательного контроля за состоянием защитных покрытий (футеровки, эмалирования).
2. Температурный режим: Высокие температуры ускоряют коррозионные процессы, поэтому для горячих зон аппарата (например, греющие камеры) требуется более стойкие материалы.
3. Механические свойства: Материалы должны обладать достаточной прочностью для выдерживания рабочих давлений и температур.
4. Склонность к пенообразованию: Некоторые материалы могут способствовать пенообразованию, что снижает эффективность выпаривания.
5. Стоимость и доступность: Всегда учитывается экономическая целесообразность, находя баланс между техническими требованиями и бюджетом проекта.

Для проектируемой установки, учитывая коррозионную активность NH₄Cl и необходимость обеспечения длительной и надежной работы, целесообразно использовать аустенитные нержавеющие стали (например, 08Х18Н10Т или 12Х18Н10Т) для основных конструктивных элементов, контактирующих с раствором. Для особо агрессивных зон или при более высоких температурах может быть рассмотрено применение титана или никелевых сплавов.

Оптимальные технологические режимы

Выбор оптимальных технологических режимов эксплуатации выпарной установки является ключевым для достижения высокой производительности, энергоэффективности и минимизации эксплуатационных затрат.

Ключевые аспекты оптимизации режимов:

1. Скорость движения раствора в трубах греющей камеры (для принудительной циркуляции):
   • Оптимальный диапазон: Практика показывает, что оптимальная скорость движения раствора по трубам греющей камеры в аппаратах с принудительной циркуляцией составляет 2,0 – 2,5 м/с.
   • Обоснование: В этом диапазоне достигается наилучший компромисс между высоким коэффициентом теплопередачи (K), эффективным предотвращением инкрустации и разумным энергопотреблением циркуляционного насоса.
   • Нецелесообразность дальнейшего увеличения скорости:
     • Рост энергопотребления: Расход электроэнергии на работу циркуляционного насоса растет приблизительно пропорционально кубу скорости (P ~ w³). То есть, увеличение скорости с 2,0 до 3,0 м/с (в 1,5 раза) приведет к росту энергопотребления в 1,5³ = 3,375 раза, при этом прирост коэффициента теплопередачи будет незначительным.
     • Механическое разрушение кристаллов: При скоростях выше 3,0-3,5 м/с возрастает риск механического разрушения образующихся кристаллов NH₄Cl. Это может привести к образованию мелкодисперсной фракции, что затрудняет последующие процессы разделения (фильтрация, центрифугирование) и ухудшает качество продукта.
     • Эрозионный износ: Более высокие скорости потока с кристаллами увеличивают абразивный износ внутренних поверхностей труб и насоса.
2. Давление в корпусах:
   • Поддержание оптимального распределения давления по корпусам (снижение от первого к последнему) обеспечивает необходимую полезную разность температур.
   • Работа под вакуумом в последнем корпусе позволяет снизить температуру кипения и увеличить общий температурный перепад, что критически важно для энергоэффективности.
3. Температура греющего пара:
   • Определяет начальный потенциал теплоты. Оптимальный выбор давления греющего пара влияет на общую экономичность установки.
4. Уровень раствора в аппаратах:
   • Чрезмерно высокий уровень увеличивает гидростатическую депрессию, снижая полезную разность температур. Слишком низкий уровень может привести к оголению труб и снижению поверхности нагрева.

Тщательный анализ этих параметров позволяет выбрать режим, который обеспечит максимальную производительность при минимальных эксплуатационных расходах.

Применение государственных стандартов (ГОСТ)

В инженерном проектировании, особенно в такой ответственной отрасли, как химическое машиностроение, использование государственных стандартов (ГОСТ) является не просто рекомендацией, а обязательным требованием. Стандарты обеспечивают унификацию, безопасность, надежность и взаимозаменяемость оборудования.

При проектировании двухкорпусной выпарной установки для NH₄Cl необходимо руководствоваться следующими ключевыми ГОСТами:

1. ГОСТ 11987-85 «Аппараты выпарные трубчатые стальные. Общие технические требования»:
   • Область применения: Этот стандарт распространяется на различные типы выпарных трубчатых стальных аппаратов – с естественной, принудительной циркуляцией и пленочные. Он устанавливает общие технические требования к их проектированию, изготовлению и приемке.
   • Типы и исполнения: Стандарт регламентирует типовые конструкции аппаратов, их исполнения и рекомендуемые области применения для упаривания водных растворов в химической и смежных отраслях промышленности.
   • Основные параметры: Устанавливает стандартные параметры работы аппаратов, такие как диапазон поверхности теплообмена (от 10 до 3150 м²), допустимое давление обогревающего водяного пара (до 1,6 МПа), диапазон давления вторичных паров (от 0,0054 МПа до 1,0 МПа) и температур сред (от 12 до 200 °С).
   • Конструктивные элементы и материалы: ГОСТ 11987-85 также регламентирует основные конструктивные элементы (трубные пучки, корпуса, опорные части) и предусматривает применение сталей различных марок (углеродистые, низколегированные, нержавеющие стали, например, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т), в зависимости от агрессивности среды и температурного режима. Это прямо влияет на выбор материалов для нашей установки, где коррозионная стойкость к NH₄Cl является критическим фактором.
2. ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды»:
   • Область применения: Определяет требования к конструкции и материалам оборудования в зависимости от климатических условий эксплуатации.
   • Категории размещения: Стандарт разделяет оборудование на категории (например, У – умеренный климат, Т – тропический, ХЛ – холодный климат) и категории размещения (1 – на открытом воздухе, 2 – под навесом, 3 – в закрытых помещениях без регулирования температурных условий).
   • Влияние на проектирование: Например, если установка предназначена для эксплуатации в закрытом отапливаемом помещении (категория У3), диапазон рабочих температур будет от 10 °С до 40 °С. Однако, если установка планируется к размещению на открытом воздухе (категория У1), диапазон температур значительно расширяется (например, от -40 °С до +40 °С), что требует применения специальных материалов с учетом хладостойкости, а также более тщательного подхода к теплоизоляции и обогреву внешних элементов в холодное время года.

Интеграция стандартов в проектирование:
Эти стандарты служат основой для выбора типоразмеров аппаратов, расчета толщины стенок, выбора материалов, определения требований к качеству сварных швов, методов контроля и испытаний. Следование ГОСТам не только обеспечивает соответствие оборудования нормативным требованиям, но и гарантирует его безопасность, надежность и долговечность в условиях химического производства.

Заключение

Проектирование двухкорпусной выпарной установки для концентрирования раствора NH₄Cl с принудительной циркуляцией — это многогранная инженерная задача, требующая глубоких знаний в области химической технологии, тепломассообмена и материаловедения. Настоящая работа позволила детально рассмотреть каждый этап этого процесса, начиная от фундаментальных теоретических основ и заканчивая конкретными инженерными расчетами и выбором материалов.

Мы обосновали актуальность процесса выпаривания как ключевой операции в химической промышленности, подчеркнув его энергоемкость и значимость оптимизации. Выбор двухкорпусной установки с принудительной циркуляцией был аргументирован ее высокой энергоэффективностью и способностью эффективно работать с растворами NH₄Cl, склонными к инкрустации и обладающими коррозионной активностью.

В ходе работы были детально раскрыты сущность процесса выпаривания, его отличия от испарения, а также многообразие факторов, влияющих на его эффективность. Особое внимание было уделено специфическим физико-химическим свойствам раствора NH₄Cl, их влиянию на выбор материалов и режимов эксплуатации. Мы углубленно проанализировали различные виды температурных депрессий – эбулиоскопическую, гидродинамическую и гидростатическую, представив методы их учета в расчетах, что является критически важным для получения точной полезной разности температур.

Были представлены конструктивные схемы выпарных установок, сфокусировавшись на принципах работы двухкорпусной установки с принудительной циркуляцией. Подробно описаны преимущества принудительной циркуляции, включая повышение коэффициента теплопередачи до 3000 Вт/(м²·К) и снижение инкрустации до 70%, а также указаны ее недостатки, такие как повышенный расход энергии на работу насоса (до 10-15% от общих эксплуатационных затрат).

Методика расчета материального и теплового баланса была представлена с учетом всех приходных и расходных статей, включая тепловые потери (3-5% для хорошо изолированных систем). Алгоритмы инженерного расчета поверхности теплопередачи и диаметров штуцеров были детализированы, с указанием допустимых скоростей потока и факторов, влияющих на их выбор. Важное место занял анализ вспомогательного оборудования, его назначения и принципов подбора.

Наконец, были сформулированы критерии выбора оптимальных технологических режимов и конструкционных материалов. Особое внимание уделено обоснованию применения аустенитных нержавеющих сталей (08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т), титана или никелевых сплавов для работы с коррозионно-активным NH₄Cl. Детально рассмотрен выбор оптимальной скорости движения раствора в трубах (2,0-2,5 м/с), с объяснением причин нецелесообразности ее дальнейшего увеличения (рост энергопотребления ~w³, риск механического разрушения кристаллов при >3,0-3,5 м/с). Неотъемлемой частью работы стало включение требований государственных стандартов (ГОСТ 11987-85, ГОСТ 15150-69), что обеспечивает соответствие проекта действующим нормам и требованиям безопасности.

Таким образом, все поставленные цели и задачи курсовой работы были успешно достигнуты. Представленный проект является исчерпывающим и глубоким исследованием, способным служить надежной основой для дальнейшего изучения и практического применения в области химического машиностроения.

Список использованной литературы

1. Павлов, К. Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. – Ленинград : Химия, 1976. – 552 с.
2. Александров А.А. и др. Справочные таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. – Thermalinfo.ru. – URL: https://thermalinfo.ru/literatura/spravochniki/aleksandrov-aa-i-dr-spravochnye-tablitsy-teplofizicheskih-svoystv-vody-i-vodyanogo-para (дата обращения: 07.11.2025).
3. ГОСТ 11987-85 Аппараты выпарные трубчатые стальные. Общие технические требования. – URL: https://1ms.ru/gost/gost-11987-85-apparaty-vyparnye-trubchatye-stalnye-obschie-tehnicheskie-trebovaniya (дата обращения: 07.11.2025).
4. Справочник химика. – Москва ; Ленинград : Химия, 1962. – Т. 3. – 1006 с. ; 1966. – Т. 5. – 974 с.
5. ОСТ 26716 — 73. Барометрические конденсаторы.
6. Дытнерский, Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Ю. И. Дытнерский, В. П. Брыков, С. Г. Борисов. – Москва : Химия, 1991. – 496 с.
7. Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – 9-е изд. – Москва : Химия, 1973. – 750 с.
8. Зайцев, И. Д. Физико-химические свойства бинарных и многокомпонентных растворов неорганических веществ / И. Д. Зайцев, Г. Г. Асеев. – Москва : Химия, 1988. – 416 с.
9. Материальный баланс процесса выпаривания. – URL: https://uchitelya.com/khimiya/94318-materialnyy-balans-processa-vypari-vaniya.html (дата обращения: 07.11.2025).
10. Выпаривание. Процесс выпаривания — технологии производства. – URL: https://www.technologiya.org/process/vyp_pro.php (дата обращения: 07.11.2025).
11. Какие Факторы Влияют На Процесс Выпаривания? Оптимизируйте Эффективность … — Kintek Solution. – URL: https://kinteksolution.com/blog/kakie-faktory-vliyayut-na-process-vypari-vaniya-optimiziruyte-effektivnost-distillyacii-s-pomoshhyu-rotacionnogo-ispari-telya/ (дата обращения: 07.11.2025).
12. Многокорпусные выпарные установки — Процессы и аппараты химической технологии. – URL: https://studfile.net/preview/1762193/page/11/ (дата обращения: 07.11.2025).
13. Расчет двухкорпусной выпарной установки. Пример 4.1. – URL: https://studfile.net/preview/9991275/page/30/ (дата обращения: 07.11.2025).
14. 3.1. Классификация и конструкция выпарных установок. – URL: https://studfile.net/preview/2691429/page/15/ (дата обращения: 07.11.2025).
15. Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией растворов. – URL: https://studfile.net/preview/4164347/page/13/ (дата обращения: 07.11.2025).
16. Материальный баланс выпарной установки, Тепловой баланс выпарной установки, Тепловой баланс I корпуса, Тепловой баланс II корпуса — Тепломассообменное оборудование предприятий — Studme.org. – URL: https://studme.org/137604/tehnika/teplomassobmennoe_oborudovanie_predpriyatiy_vyp_ustanovki (дата обращения: 07.11.2025).
17. Многокорпусные выпарные установки: описание, принцип работы, состав — sushilka22. – URL: https://sushilka22.ru/mnogokorpusnye-vyparnye-ustanovki-opisanie-princip-raboty-sostav/ (дата обращения: 07.11.2025).
18. Многокорпусные выпарные установки — Курсовые по ПАХТ. – URL: https://kurspah.ru/mnogokorpusnye-vyparnye-ustanovki.php (дата обращения: 07.11.2025).
19. Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией. – URL: https://studfile.net/preview/5041160/page/13/ (дата обращения: 07.11.2025).
20. 3. Многокорпусные выпарные установки. – URL: https://studfile.net/preview/2691429/page/24/ (дата обращения: 07.11.2025).
21. Конструирование выпарных аппаратов глинозёмного производства для исключения пенообразования и получения вторичного пара высокой чистоты. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/konstruirovanie-vyparnyh-apparatov-glinozyomnogo-proizvodstva-dlya-isklyucheniya-penoobrazovaniya-i-polucheniya-vtorichnogo-para-vysokoy-chistoty (дата обращения: 07.11.2025).
22. ВВЕДЕНИЕ Выпаривание – термический процесс концентрирования раство. – URL: https://studfile.net/preview/8483864/page/29/ (дата обращения: 07.11.2025).
23. 1.1.1 Материальный баланс процесса выпаривания. – URL: https://studfile.net/preview/15002477/page/5/ (дата обращения: 07.11.2025).
24. Материальный баланс процесса выпаривания — Студент-Сервис. – URL: https://student-servis.ru/materialnyj-balans-processa-vypa-rivaniya.html (дата обращения: 07.11.2025).
25. Рассчитываем диаметр штуцеров. – URL: https://studfile.net/preview/15002477/page/49/ (дата обращения: 07.11.2025).
26. Лекция. – URL: https://studfile.net/preview/353995/page/3/ (дата обращения: 07.11.2025).
27. Разработка и применение выпарных аппаратов с принудительной циркуляцией — ООО «Химтехнология». – URL: https://himtech.ru/press-center/razrabotka-i-primenenie-vyparnyh-apparatov-s-prinuditelnoy-tsirkulyatsiey/ (дата обращения: 07.11.2025).
28. Описание технологической схемы — Расчёт двухкорпусной выпарной установки. – URL: https://studfile.net/preview/11054942/page/17/ (дата обращения: 07.11.2025).
29. 3.1.3 Тепловой баланс выпарного аппарата. – URL: https://studfile.net/preview/6661488/page/14/ (дата обращения: 07.11.2025).
30. Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией | Для высоковязких жидкостей — GEA. – URL: https://www.gea.com/ru/products/evaporators-crystallizers/forced-circulation-evaporator.jsp (дата обращения: 07.11.2025).
31. Таблица теплофизических свойств воды и водяного пара — armstrong.inc.ru. – URL: https://armstrong.inc.ru/ru/steam-handbook/technical-data/saturated-steam-table/ (дата обращения: 07.11.2025).
32. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник | Ривкин С.Л. – URL: https://www.twirpx.com/file/334237/ (дата обращения: 07.11.2025).
33. Термодинамические свойства воды и водяного пара. Справочник. – URL: https://studfile.net/preview/9991275/page/5/ (дата обращения: 07.11.2025).
34. Банных, О. П. Курсовая работа Расчет вакуум-выпарной установки / О. П. Банных, Е. И. Борисова, В. А. Константинов, О. Н. Круковский, О. В. Муратов, В. В. Фомин. – Университет ИТМО. – URL: https://studfile.net/preview/3074395/page/5/ (дата обращения: 07.11.2025).
35. Тепловые схемы выпарной установки сахарного завода — ktk-kuban.ru. – URL: https://ktk-kuban.ru/teplovye-shemy-vyparnoy-ustanovki-saharnogo-zavoda/ (дата обращения: 07.11.2025).
36. Расчет двухкорпусной выпарной установки. – URL: https://studfile.net/preview/3775080/page/4/ (дата обращения: 07.11.2025).
37. Определение диаметров штуцеров ректификационной колонны. — Инфоурок. – URL: https://infourok.ru/opredelenie-diametrov-shtucerov-rektifikacionnoy-kolonny-4933932.html (дата обращения: 07.11.2025).
38. Рассчитываем диаметров штуцеров входа пара, выхода конденсата, входа и выхода воды. – URL: https://studfile.net/preview/10207374/page/15/ (дата обращения: 07.11.2025).
39. Расчет диаметров штуцеров — Расчет колонны с клапанными тарелками. – URL: https://studfile.net/preview/6716947/page/12/ (дата обращения: 07.11.2025).
40. Расчёт материального баланса выпарной установки, Тепловой расчёт вакуум-выпарной установки, Уравнение теплового баланса ВВУ, Расчёт температурных потерь и температур кипения по корпусам — Расчет вакуумно-выпарной установки — Studbooks.net. – URL: https://studbooks.net/1454130/tehnika/raschet_materialnogo_balansa_vyparnoy_ustanovki_teplovoy_raschet_vakuum-vyparnoy_ustanovki_uravnenie_teplovogo_balansa_vvu_raschet_temperaturnyh_poter_temperaturnyh_kipeniya_korpusam (дата обращения: 07.11.2025).
41. Расчет выпарных аппаратов — Печать чертежей. – URL: https://chertezh.su/raschet_vyparnyh_apparatov (дата обращения: 07.11.2025).