Смекни!
smekni.com

Проект реконструкции отделения "белой фильтрации" для ЗАО "Крымский Титан" (стр. 6 из 18)


3.Технологический раздел

3.1. Расчёт площади фильтрации

Исходные данные:

фильтруемая суспензия – гидротированная двуокись титана

1. содержание твердой фазы в фильтруемой суспензии С1=0,17 кг/кг

2. содержание твердой фазы во влажном осадке С2=0,68 кг/кг

3. плотность жидкой фазы суспензии ρф=1,8·103 кг/м3

4. плотность твердой фазы суспензии ρс=2,9·103 кг/м3

5. динамическая вязкость фильтрата µ=0,67·10-6 кгс·мин/ м3

6. динамическая вязкость промывной жидкости µпр=0,685·10-6 кгс·мин/ м3

7. производительность фильтрата Q=1,7т/час, Q=0,0098 м3/мин

8. константы удельного сопротивления фильтрующей перегородки Ro=51,75·1010

9. удельное сопротивление осадка rm=0,58·1012

10. давление фильтрации и промывки р=рпр=600 кгс/ м2

11. толщина влажного осадка ГДТ h2=0,035 м

12. необходимое количество промывной жидкости на 1 кг влажного осадка в м3 αо=0,0005 м3/кг

Расчет

1. плотность влажного осадка[(3) стр. 58]:

2. количество сухого осадка на единицу объёма фильтрата[(3) стр.58]:

3. объём влажного осадка в 1м3 фильтрата[(3) стр. 79]:

4. константы уравнений фильтрации[(3) стр.80]:

V`0=

V`=

5. время фильтрации[(3) стр. 59]:

6. константа уравнения промывки[(3) стр. 81]:

7. время промывки[(3) стр. 60]:

8. общая продолжительность рабочего цикла[(3) стр. 81]:

τ0=τ+τ`пр=10670+1499=12169 мин

9. полная поверхность фильтрации[(3) стр. 77]:

10. плотность суспензии[(3) стр. 81]:

11. количество суспензии, подаваемой на фильтр[(3) стр. 81]:

12. объём суспензии, поступающей в ванну[(3) стр.82]:

13. полезный объём ванны фильтра[(3) стр. 82]:

Vв=Qсус·τo=0,00021 ·12169=2,56 м3

Выбираем установку фильтрации на листовых вакуум – фильтрах с площадью фильтрации F=192м2.Фильтрование на них производится в две стадии.

3.2. Расчёт производительности фильтра

3.2.1. Первая стадия фильтрации

Исходные данные:

поверхность фильтрования, F - 192м2

толщина осадка ГДТ, δ - 35мм

плотность влажного осадка , ρ0 - 1437кг/м3

влажность отфильтрованного

осадка , W - 69%

время цикла фильтрования, τц - 3,5 ÷ 5,75ч

Масса влажного осадка, отлагающегося на единице поверхности фильтрования за время фильтрования[(4) стр. 37]:

тос= ρ0 ∙ δ = 1437 ∙ 0,0035 = 50,3кг/м2

Удельная производительность фильтра по сухому осадку[(4) стр. 37]:

Qос=

Qос1=

Qос2=

Qос=2, 71 ÷ 4, 45 кг/м2ч

Согласно исходным данным в 1кг пасты ГДТ содержится 0,81кг TiO2.

Тогда удельная производительность фильтра по TiO2 будет равна:

Qос TiO2= Qос∙0.81 = 2.2 ÷ 3.6 кг/м2ч

Часовая производительность цеха по TiO2 равна 1700кг/ч.

Необходимое количество фильтровальных пакетов (в зависимости от времени фильтровального цикла) [(4) стр. 38]:

n1 =

n2 =

3.2.2. Вторая стадия фильтрации

Исходные данные:

поверхность фильтрования, F - 192м2

толщина осадка ГДТ, δ - 35мм

плотность влажного осадка , ρ0 - 1330кг/м3

влажность отфильтрованного

осадка , W - 68%

время цикла фильтрования, τц - 3,3 ÷ 5,25ч

Масса влажного осадка, отлагающегося на единице поверхности фильтрования за время фильтрования:

тос= ρ0 ∙ δ = 1330 ∙ 0,0035 = 46,55кг/м2

Удельная производительность фильтра по сухому осадку:

Qос=

Qос1=

Qос2=

Qос=2, 84 ÷ 4, 5 кг/м2ч

Согласно исходным данным в 1кг пасты ГДТ содержится 0,81кг TiO2.

Тогда удельная производительность фильтра по TiO2 будет равна:

Qос TiO2= Qос∙0.81 = 2.3 ÷ 3.65 кг/м2ч

Часовая производительность цеха по TiO2 равна 1700кг/ч.

Необходимое количество фильтровальных пакетов (в зависимости от времени фильтровального цикла):

n1 =

n2 =

3.2. Выбор конструкционного материала

В химическом машиностроении в качестве конструкционных материалов применяют черные металлы и сплавы (стали, чугуны). Цветные металлы и сплавы, неметаллические материалы (пластмассы, материалы на основе каучука, керамику, углеграфитовые и силикатные материалы).

Специфические условия эксплуатации химического оборудования, характеризуемые широким диапазоном давлений и температур при агрессивном воздействии среды, определяют следующие требования к конструкционным материалам:

высокая химическая и коррозионная стойкость материалов агрессивных средах при рабочих параметрах;

высокая механическая прочность при заданных рабочих давлениях, температуре и дополнительных нагрузках, возникающих при гидравлических испытании и эксплуатации аппаратов;

хорошая свариваемость материалов с обеспечением высоких механических свойств сварных соединений;

низкая стоимость и недефицитность материалов.

Стали имеют наибольшее применение в химическом машиностроении, так как они лучше других материалов удовлетворяют перечисленным требованиям.

Для изготовления сосудов и аппаратов рекомендуется применять сталь, выплавленную в мартеновских и электрических печах, а в отдельных случаях - сталь кислородно-конверторного про­изводства.

По химическому составу и механическим свойствам материалы должны удовлетворять требованиям ГОСТов, ТУ и ОСТ 26-291-71. Качество и характеристики материалов должны быть подтверждены заводом-поставщиком в соответствующих сертификатах. При проектировании аппаратов необходимо проверить соответствие качества выбранного материала требованиям ОСТ 26-291—71.

Сталь углеродистая обыкновенного качества поставляется по

ГОСТ 380-71 (сортовая, фасонная, листовая, широкополосная, трубы, поковки, ленты, проволока и т. д.) и применяется при изготовлении обечаек, днищ, фланцев, люков, лазов, патрубков и других деталей аппаратов, работающих в интервале температур от -20 до +425°С и давлении до

5 МПа.

В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик сталь подразделяется на три группы:

А -поставляемую по механическим свойствам;

Б -поставляемую по химическому составу;

В -поставляемую по механическим свойствам и химическому составу.

Кроме того, по группе А введены три, по группе Б - две и по группе В - шесть категорий стали.

Стали изготовляют следующих марок:

группы А -СтО; Ст1, Ст2,..., Ст6;

группы Б -БСтО, БСт1,..., БСт6;

группы В -ВСт1, ВСт2,..., ВСт5.

Сталь всех групп с номерами марок 1, 2, 3, 4 по степени раскисления изготовляют кипящей (кп), полуспокойной (пс), спокойной (сп), а с номерами 5 и 6 - полуспокойной и спокойной.

В обозначениях марок сталей буквы «Ст» означают «сталь», цифры от 0 до 6 -условный номер марки в зависимости от химического состава и механических свойств; буквы Б и В перед обозначением марки означают группу стали (в обозначении марки стали группы А букву А не указывают). Для обозначения степени раскисления к обозначению марки стали после номера марки добавляют индексы: кп, сп, пс.

Для обозначения категории стали к обозначению марки, добавляют в конце номер соответствующей категории. Например, СтЗсп2, БСтЗкп2, ВСтЗпс2, ВСтЗспб. Первую категорию в обозначении марки не указывают (например, ВСт2сп).

Стали качественные углеродистые конструкционные ГОСТ 1050-74 и 5520-69 применяют для изготовления сварных эмалированных аппаратов, корпусов, днищ, трубных пучков теплообменников, змеевиков и других элементов аппаратов, работающих в интервале температур от -20 до +475°С при давлении до 10 МПа с неагрессивными и малоагрессивными средами.

По ГОСТ 1050-74 изготовляют стали: 05кп; 08кп; 08пс; 08; 10кп; 10пс; 10; 15кп; 15пс; 15; 20кп; 20пс; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 58; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 60Г; 65Г; 70Г.

Рекомендуется применять стали марок 10, 15, 20

(ГОСТ 1050-74) и 12К, 15К, 16К, 18К, 20К (ГОСТ 5520-69) для изготовления аппаратов и сосудов, работающих под давлением при температуре от -20 до +475° С.