Расчет перемешивающего устройства нитратора

Расчет ведется исходя из вязкости самого вязкого компонента, плотности самого плотного и температурного режима [12].

Самый вязкий и наиболее плотный компонент это 20% раствор олеума:

 

 

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 1,0кВт; мотор редуктор типа МПО2 и электродвигатель типа АИ [15].

Рассчитаем производительность насоса для подачи 98% азотной кислоты [12]:

 

 

Время подачи азотной кислоты составляет 600с, тогда

 

 

Выбираем насос марки Х20/18, производительностью . Тип электродвигателя АО2-31-2, мощностью 3кВт.

2-я стадия - разбавление и фильтрация

Определим суточные объемы, загружаемых в реактор компонентов и их сумму (плотность воды - 1000 ,  - 1520 ,  - 1900 ) [11].

Плотность суспензии ДНБК рассчитывается как аддитивная величина:

 

 

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