Аннотация 2
Введение 5
1 Аналитическая часть 7
1.1 Свойства и применение изопреновых каучуков 7
1.2 Применение водно-оборотного цикла для охлаждения технологических
потоков 10
1.3 Проблемы эксплуатации промышленных водооборотных циклов 12
1.4 Способы интенсификации процессов тепломассообмена открытых
градирен 16
2 Технологическая часть 18
2.1 Описание технологической схемы водооборотного цикла производства
СКИ 18
2.2 Техническое предложение по изменению конструкции градирен
производства СКИ 25
3 Расчетная часть 32
3.1 Расчет гидромеханических параметров градирни 32
3.2 Моделирование структуры потоков 43
3.3 Расчет эффективности теплообмена на основе решения
дифференциальных уравнений переноса 47
Заключение 51
Список используемой литературы и используемых источников 52
Современные промышленные процессы требуют постоянного повышения эффективности и оптимизации ресурсного использования. В частности, производство изопренового каучука, являющегося важным сырьевым материалом для производства широкого спектра изделий, сталкивается с рядом вызовов, связанных с неэффективным использованием водооборотных циклов в теплообменных установках. Недостаточная эффективность водооборотного цикла приводит к избыточным расходам воды, энергии и других ресурсов, а также негативно влияет на экологическую обстановку. Решение этих проблем является актуальной технической задачей.
В промышленном производстве водооборотные циклы играют важную роль, обеспечивая эффективное использование водных ресурсов и оптимизацию производственных процессов. Эти циклы представляют собой системы, в которых вода циркулирует и повторно используется для различных технологических нужд. От эффективности работы водооборотных циклов зависят как энергозатраты так и качество производимой продукции
Существует несколько технологий и методов, используемых в водооборотных циклах промышленного производства. Одним из распространенных является система водоохлаждения, в которой вода используется для охлаждения оборудования, машин, участвующих в технологическом процессе. Для эффективного охлаждения могут применяться различные устройства, такие как градирни, охладители и конденсаторы. Важнейшим показателем работы водооборотного цикла является максимальная температура прямой оборотной воды. К ней предъявляются достаточно жесткие требования - обычно не выше 30С в летний, наиболее жаркий период при разности температур прямой и обратной воды не менее 10С. Превышение этой температуры может повлечь за собой потери по производительности основной продукции и снижению ее качества.
Также важным аспектом водооборотных циклов является обработка и очистка использованной воды. В качестве основного оборудования, в этих процессах, могут использоваться фильтры, обеззараживающие системы и другие технологические аппараты, которые позволяют удалить загрязнения и восстановить качество воды для повторного использования.
Современные тенденции в оптимизации работы водооборотных циклов связаны с улучшением эффективности использования водных ресурсов и снижением потребления пресной воды. В этом направлении разрабатываются инновационные методы очистки и переработки использованной воды, а также системы рециркуляции и повторного использования отходящих сточных вод. Кроме того, внедрение современных технологий управления и мониторинга позволяет более точно контролировать и оптимизировать работу водооборотных систем в режиме реального времени.
В целом, оптимизация работы водооборотных циклов в промышленном производстве имеет важное значение для снижения потребления водных ресурсов, сокращения затрат на воду и энергию, а также для соблюдения экологических стандартов и охраны окружающей среды. Это является важным шагом в направлении устойчивого развития и эффективного использования ресурсов в промышленности.
Целью работы является повышение эффективности работы градирен водооборотного цикла производства синтетического изопренового каучука
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
• изучить технологические основы работы водооборотных циклов;
• проанализировать существующую технологию;
• выявить возможность повышения эффективности работы установки и предложить техническое решение;
• произвести технологические расчеты оборудование.
Анализ технологии получения синтетического каучука показал, что эффективность ряда стадий технологического процесса, такие как конденсация паровой фазы ректификационных колонн, установки дегазации полимеризата, охлаждение потоков сточных вод, сбрасываемых в канализационные сети, предварительное охлаждение шихты, охлаждение масла динамического оборудования зависит от температуры охлаждающей воды водооборотного цикла. При этом тепловой коэффициент полезного действия водооборотного цикла зависит от внешних факторов и определяется временем года и погодными условиями. Основными аппаратами определяющим параметры оборотной воды являются открытые вентиляторные градирни. Их работа зависит от гидродинамического режима движения сред во внутреннем объеме. Анализ литературных источников и патентной информации позволил предложить технические решения, позволяющие интенсифицировать работу градирен за счет изменения внутренних элементов конструкции.
Предложенное изменение конструкции градирни , заключающееся в дополнении точек ввода и частичном изменении направления движения воздушных потоков, замене насадки в верхней части градирни на горизонтально расположенные сетчатые элементы, установке воздухотводящей трубы позволяет повысить коэффициент тепломассотдачи при испарительном охлаждении на 11%. Снизится гидравлическое сопротивление насадки. Тепловая эффективность градирни вырастет, что позволит получить более низкие температуры охлаждающей воды, идущей на технологические нужды производства синтетического изопренового каучука СКИ-3 и тем самым не допустить отклонение технологического режима работы установки при неблагоприятных условиях работы водоборотного цикла. Также снизятся потери воды за счет капельного уноса потоком отработанного воздуха.
